# Recherche et Développement de la Division Eclairage et Colorimétrie

Laurent David, Samuel Carré, Michel Perraudeau, Michel Garcia, Jean-Marc Deniel

Deniel

► To cite this version:

Laurent David, Samuel Carré, Michel Perraudeau, Michel Garcia, Jean-Marc Deniel. Recherche et Développement de la Division Eclairage et Colorimétrie. Les Cahiers du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, 2001, Livraison 416 (Cahier 3309). hal-04861336

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CSTB
Le futur en construction

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Tél. : 01 40 50 28 28 - Fax : 01 45 25 61 51 - Internet : www.cstb.fr

RECHERCHE
DÉVELOPPEMENT

de la Division

Éclairage
et colorimétrie

Édition 2000/2001

Division Éclairage
et colorimétrie

11, rue Henri Picherit - BP 82341
44323 Nantes Cedex 3

CAHIERS DU CSTB
Livraison 416 - Janvier-fevrier 2001 Cahier 3309
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Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, des pages publiées dans le présent ouvrage, faite sans l'autorisation de l'éditeur ou du Centre Français d'Exploitation du droit de copie (3, rue Hautefeuille, 75006 Paris), est illicite et constitue une contrefaçon. Seules sont autorisées, d'une part, les reproductions strictement réservées à l'usage du copiste et non destinées à une utilisation collective et, d'autre part, les analyses et courtes citations justifiées par le caractère scientifique ou d'information de l'œuvre dans laquelle elles sont incorporées (Loi du 1er juillet 1992 - art. L 122-4 et L 122-5 et Code Pénal art. 425).

© CSTB 2001

# Division
## Éclairage et colorimétrie

## Sommaire

Présentation de la Division Éclairage et colorimétrie (ECL) 2

Les activités 1999 3

Introduction 3

Recherche, consultation, recommandations 3

Numérisation 4

Caractérisation de l'éclairage naturel 4

Caractérisation des luminaires 5

Caractérisation des matériaux 7

Caractérisation des dispositifs de contrôle de l'éclairage 8

Simulation 10

Photosimulation : PHANIE 11

Prédimensionnement : MIXTE 15

Étude d'impact : HELIODON 16

Visualisation 17

Les résultats physiques 17

Les résultats imagés : la notion d'image contractuelle 18

Sélection de publications 1999 19
### Éclairage et colorimétrie (ECL)

#### ■ PRÉSENTATION DES MOYENS ET DES ACTIVITÉS

La division se spécialise dans le domaine d'étude de l'éclairage urbain et architecturel, aussi bien concernant l'éclairage artificiel que naturel.

L'éclairage est abordé sur différents fronts :

* Les économies d'énergie,

* L'ergonomie visuelle (confort, sécurité),

* L'esthétique et la mise en valeur.

#### Les moyens d'étude sont donc à la fois technologiques...

* Banc de mesure dédié à la caractérisation des luminaires (mesure en champ proche),

* Banc de mesure dédié à la caractérisation des matériaux (mesure bidirectionnelle),

* Local expérimental servant à tester les outils de régulation de l'éclairage (GTB, stores),

* Ciel artificiel (étude sur maquette en condition normalisée),

#### ...et informatiques

* Base de données des conditions d'éclairage naturel sur le territoire français (logiciel DISPO),

* Outil de prédimensionnement des systèmes d'éclairage mixte (logiciel MIXTE),

* Simulateur des phénomènes d'éclairage en environnements complexes et générations d'images contractuelles (logiciel PHANIE).

Notre démarche novatrice concernant le développement d'outils numériques de prédiction de la lumière, du champ visuel et du comportement de la matière, a amené la division à tisser des liens forts dans l'ensemble de la structure du CSTB.

* Economie d'énergie et étude de la GTB en partenariat avec le service ENEA (Énergie Environnement intérieur et Automatismes ;

* Techniques de mesures photométriques avancées en liaison avec le Service Matériaux (SM);

* Développement logiciel de simulation physique haut de gamme en partenariat avec le Service Informatique et Bâtiment (SIB) et le Service Acoustique (Acou);

* Intégration de langages d'échanges transversaux en liaison avec SIB ;

De manière plus large, nos activités ont été développées dans un esprit de transversalité. Notre activité s'est en particulier étendue dans le domaine de la production d'image réaliste physiquement contrôlée.

Notre domaine est donc également celui de la visualisation et de l'imagerie réaliste. Il s'agit d'outils de communication de nouvelle génération. Nos démarches dépassent donc largement du seul cadre de l'éclairage pour alimenter et profiter de fortes collaborations entre de nombreux services du CSTB.

La division, grâce à la cohérence de son programme, se considère comme un laboratoire d'intégration. Néanmoins, c'est bien l'ensemble du CSTB qui enrichit et relaie ses activités.

#### ■ ORGANIGRAMME

##### Eclairage et colorimétrie

Laurent DAVID

Chef de Division

Edith BRUNELIÈRE

Secrétaire

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02 40 37 20 13

Fax : 02 40 37 20 30

E-mail : bruneliere@cstb.fr

Samuel CARRÉ

Michel PERRAUDEAU

Ingénieurs

Michel GARCIA

Chef de Laboratoire

Jean-Marc DENIEL

Thésard

##### PRÉSENTATIONS

Salon Imagina à Monaco
du 17 au 21 janvier 1999

Conception et simulation numérique
de l'éclairage (AFE) à Orléans
le 3 février 1999

Conception et simulation numérique
de l'éclairage (AFE) à Toulouse
le 22 septembre 1999

##### PARTICIPATION À DES COLLOQUES

Colloque Patrimoine & Lumière à Bordeaux
les 8 et 9 septembre 1999

Journées AFIG à Reims du
23 au 26 novembre 1999

##### ENSEIGNEMENT

Ecole d'Architecture de Rennes : "Conception de l'éclairage naturel et artificiel et maîtrise des ambiances"

Ecole Supérieure d'Ingénieurs
de Poitiers : "Eclairage intérieur (artificiel, naturel et mixte)", "Méthodes de simulation d'éclairage"

Institut de la Construction Industrialisée
de Paris : "Eclairage intérieur (artificiel, naturel et mixte)"

Centre National de Formation des
Personnels Territoriaux d'Angers :
"Projet d'éclairage artificiel intérieur"

Institut Universitaire Professionnel de
St Nazaire : "Eclairage naturel et mixte"

##### JURY DE SOUTENANCE

Thèse de Laurent MICHEL
(EPFL Lausanne) :
"Méthode expérimentale d'évaluation des performances lumineuses de bâtiments"  
septembre 1999

##### OPÉRATIONS D'EXPERTISE

Rocade L2 à Marseille

Site Eurotunnel à Calais

Forum Grimaldi à Monaco

Opérations de constructions privées

## LES ACTIVITÉS
1999

### INTRODUCTION

L'année 1999 s'est inscrite dans une recherche de confortation et de développement d'outils de :

* Métrologie des luminaires et des matériaux,

* Simulation numérique des effets lumineux,

* Visualisation exploitant des technologies de réalité virtuelle.

Notre action et l'utilisation de ces nouveaux outils se font au profit de trois grands thèmes :

* La mise en valeur du patrimoine par l'éclairage,

* Les économies d'énergie,

* L'ergonomie visuelle et la sécurité.

Notre objectif consiste surtout à développer des outils permettant d'aborder ces différents thèmes de front, afin de s'insérer au mieux dans les processus de conception de l'architecture et de l'urbanisme.

Au-delà de l'étude de l'éclairage, nos outils peuvent être considérés comme des supports pour :

* Une démarche de conception transversale,

* La médiation entre les différents intervenants du projet.

La maîtrise du calcul numérique des phénomènes liés à l'éclairage passe par trois grandes étapes :

NUMERISATION

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

SIMULATION

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

VISUALISATION

Chacune de ces étapes est développée à la Division.

La numérisation concerne :

* La caractérisation de l'éclairage naturel, pour laquelle nous poursuivons le perfectionnement du logiciel DISPO, permettant d'étudier la disponibilité de la lumière naturelle en fonction des données climatiques locales et de la localisation géographique du projet,

* La caractérisation de l'éclairage artificiel, pour laquelle nous avons finalisé un nouveau dispositif de caractérisation photographique des luminaires,

* La caractérisation des matériaux, pour laquelle nous avons également développé un banc de mesure et de nouveaux modèles de représentation,

* La caractérisation des protections solaires et des systèmes de régulation.

La simulation concerne l'intégration de ces différentes données. Elle consiste à calculer l'ensemble de phénomènes lumineux liés à la propagation de la lumière dans des géométries complexes. L'ensemble de ces travaux est synthétisé dans les logiciels PHANIE, MIXTE et HELIODON.

La visualisation est la manière de présenter les résultats issus de la simulation, afin de les rendre le plus exploitables possible. Ces résultats sont soit des données de type physique soit des images. Les techniques utilisées permettent en particulier de générer des images physiquement contrôlées particulièrement fiables.

Ce nouveau type d'image, véritable outil de conception, est un pas décisif dans l'évolution des méthodes de travail.

### RECHERCHE, CONSULTANCE, RECOMMANDATIONS

La recherche appliquée trouve ici toute sa dimension. La Division est un laboratoire d'intégration et d'application des nouvelles technologies au domaine de l'éclairage.

La consultation et l'expertise sont autant de stimulants permettant de tester et d'aiguiller le perfectionnement de nos outils.

Nos domaines de compétences s'appliquent à différents stades du projet :

* Programmation et cahier des charges,

* Aide à la maîtrise d'ouvrage,

* Évaluation,

* Optimisation de projet et aide à la maîtrise d'œuvre,

* Contrôle de performance.

et sur différents sujets :

* Ergonomie visuelle et sécurité en tunnel et voirie,

* Ergonomie visuelle sur les lieux de travail,

* Mise en valeur et optimisation dans les musées (limitation des reflets),

* Éclairage des grands espaces sportifs (piscines, stades, etc...),

* Mise en valeur des espaces intérieurs et extérieurs (illumination de façades et de monuments),

* Évaluation des systèmes d'éclairage complexes (régulations et économie d'énergie, etc).

Les fruits de cette démarche se concrétisent par une accumulation d'expérience nous permettant de participer à la génération de recommandations portant sur l'éclairage.

Ces guides sont crucaux, particulièrement dans des secteurs où l'expertise ne peut être envisagée de manière courante (habitat, petit projet scolaire et tertiaire,...).

Cette vocation nous conduit également à nous investir dans les activités réglementaires portant sur l'éclairage.

Cette triple approche (recherche, consultation et recommandation) est présente dans chacun des sujets développés à la Division Éclairage et Colorimétrie.

La suite de cette présentation se fera par sujet en suivant la trame expliquant toute la cohérence de notre programme :

NUMERISATION

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

SIMULATION

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

VISUALISATION
# Numérisation

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

L'interaction de la lumière et de la matière est d'une très grande complexité. Son évaluation doit tenir compte des caractéristiques physiques et photométriques composant tous les éléments d'une scène.

Notre objectif est de pouvoir évaluer la propagation de la lumière compte tenu de cette complexité. Les outils informatiques sont un moyen d'obtenir des prévisions réalistes. Encore faut-il commencer par savoir caractériser l'ensemble des données décrivant le réel de manière numérique.

Il concerne quatre axes de développement :

* éclairage naturel,

* luminaires,

* matériaux et extensions aux méthodes de photogrammétrie,

* dispositif de contrôle de l'éclairage.

## CARACTÉRISATION DE L'ÉCLAIRAGE NATUREL

Depuis l'automne 1991, dans le cadre de deux études européennes (programmes JOULE I et JOULE II), la division Éclairage a procédé, sur le site de Nantes, à des mesures conformes au programme IDMP (International Daylighting Measurement Program) initié par la Commission Internationale de l'Éclairage (CIE). Ces mesures, menées également sur quatre autres sites européens, ont permis d'affiner les différents modèles reliant les grandeurs lumineuses (éclairements horizontaux et verticaux) aux grandeurs énergétiques (rayonnements horizontaux) très largement mesurées par les différents services météorologiques européens et mondiaux. Ces modèles ont servi, entre autres, à l'élaboration de l'atlas lumineux européen.

La fréquence élevée de l'acquisition (valeurs moyennes sur une minute) a permis de collecter à ce jour près de 2 000 000 d'enregistrements des 13 paramètres mesurés. On dispose ainsi d'un très grand nombre de conditions de ciel et de position de soleil. Cette valeur d'une minute a d'abord été choisie de façon à "suivre" au mieux les périodes à variations rapides. Toutefois, pour cet aspect particulier, et quand les conditions extérieures le justifiaient, des mesures instantanées au rythme d'une toutes les cinq ou dix secondes ont aussi été effectuées.

La prédiction du type de ciel a été envisagée sous deux angles : à partir de l'irradiation globale (ou fraction d'insolation) journalière ou en utilisant des valeurs horaires des irradiations globales et diffuses. Dans le premier cas, il est possible d'associer une distribution des types de ciel à la valeur du rayonnement global (ou de la fraction d'insolation). En ce qui concerne les irradiations globales et diffuses, elles servent à déterminer quel a été, en moyenne, le type de ciel sur la période pour laquelle on en dispose ; ceci se fait par l'intermédiaire de la classification des ciels proposée par le CSTB (cinq ciels avec un modèle de distribution de luminance basé sur celui du ciel serein normalisé par la CIE). Si la première méthode est moins précise, elle réprésente la plus grande partie des situations de mesures dans le réseau des stations de Météo France.

Les mesures à fréquence très élevée (qui représentent environ 150 jours de mesures) visent essentiellement à une meilleure prise en compte de la variabilité des conditions lumineuses extérieures par les systèmes de contrôle et régulation de l'éclairage intérieur. Elles ont aussi été utilisées pour tester (par simulation numérique) différentes solutions de tels systèmes.

Pour accéder aux données lumineuses d'un site, il a été dévollappé un module de calcul spécifique : c'est le module DISPO (pour disponibilité de la lumière du jour). A partir de données météo, auxquelles on applique les modèles de ciel évoqués ci-dessus, il a été construit une base de données qui constitue la source de DISPO. L'intérêt de ce module réside surtout dans son couplage avec le module éclairage naturel de MIXTE ; il permet ainsi d'estimer la durée d'utilisation de l'éclairage intérieur en fonction des ouvertures et du climat lumineux du lieu.

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

## CARACTÉRISATION DES LUMINAIRES

Les luminaires représentent un enjeu important. En effet, ils sont maintenant de plus en plus fortement impliqués dans la demande en maîtrise énergétique et doivent par ailleurs respecter les impératifs concernant l'ergonomie visuelle.

La photométrie d'un luminaire caractérise sa manière d'émettre de la lumière :

* Rendement,

* Spectre ou température de couleur,

* Solide photométrique (répartition spatiale de l'émission).

La mesure de la photométrie des luminaires est couramment réalisée par les fabricants en vue de son exploitation dans des codes de calcul simples. La représentation commune était faite à l'origine pour être exploitables "à la main".

Ces données, non certifiées par ailleurs, peuvent être exploitées de manière cohérente dans certains cas, mais peuvent également présenter de graves carences.

La mesure du solide photométrique est couramment réalisée sur un goniophotomètre permettant de caractériser les luminaires à grandes distances (entre 15 et 30 fois la plus grande dimension du luminaire). Pour un luminaire conventionnel utilisant des tubes fluorescents, la distance de mesure doit être d'au moins 15m. Des calculs d'éclairement utilisant ces valeurs ne sont valides qu'à condition de pouvoir supposer le luminaire ponctuel, c'est à dire très éloigné des plans éclairés.

Or cette hypothèse n'est quasiment jamais vérifiée dans les cas d'études qui nous sont proposés. En effet ce type de luminaire, de plus grande dimension variant de 0,6 à 1,2 m, est souvent placé dans des espaces de 2,5 m sous plafond.

Dans ces cas, la source ne peut plus être considérée ponctuelle vis à vis des surfaces éclairées. Utiliser un solide photométrique introduit alors une erreur dans le calcul d'éclairement. Il faut donc parvenir à connaître le comportement des luminaires à faible distance.

La caractérisation des luminaires en champs proches est abordée à la Division sous différents aspects :

* Mesure de la photométrie en champ proche,

* Mode de stockage de ces données brutes,

* Définition d'un format compact.

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Principe de la caractérisation en champ proche</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

## MESURE

La Division a réalisé un nouvel équipement de mesure dédié à cette problématique. Il se base sur l'utilisation d'une caméra numérique

Ainsi, alors que les mesures d'éclairement des goniophotomètres ne pouvaient se faire que pour un luminaire ramené à un point (donc à grande distance), nous pouvons mesurer la luminance du luminaire en tout point et toute direction (et à faible distance).

Cette technique, pour chaque position du capteur, permet d'obtenir l'information de luminances en tout point de toute surface émettrice du luminaire.

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Banc de mesure du luminaire</figcaption></figure>
Ceci suffit à caractériser la photométrie du luminaire de façon à pouvoir l'utiliser dans des calculs d'éclairement à faible distance sans introduire d'erreur significative.

L'équipement de mesure comporte deux composantes essentielles :

* L'appareil permettant de capter une image du luminaire sous n'importe quel point de vue.

* L'algorithme de pilotage permettant de capturer, traiter et stocker l'ensemble des informations de luminance relatives au luminaire.

Les outils de mesure, de pilotage et de stockage des données sont utilisables dans le cadre de contrôles de performances et pour fournir à notre logiciel de simulation numérique des données adaptées à nos cas d'étude.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Schéma de principe expliquant l'incidence des effets en champ proche sur le calcul des ombres</figcaption></figure>

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Différence entre solide photométrique (à gauche) et décompositions en solides photométriques élémentaires de plus en plus fins</figcaption></figure>

Cet équipement, fournissant beaucoup plus de données que les goniophotomètres en champ lointain, a pour avantage d'être moins onéreux et moins encombrant (rayon de 2 m).

Par ailleurs, le solide photométrique conventionnel peut être aisément calculé à partir de la photométrie en champ proche.

## STOCKAGE DES DONNÉES

Cette nouvelle manière de caractériser les luminaires génère une quantité importante de données. Cela pose des problèmes d'utilisation à deux niveaux :

* Utilisation dans les codes de calcul sachant que chaque luminaire correspond à plusieurs méga-octets de données,

* Transfert de cette quantité d'informations par réseau informatique.

Nous avons donc travaillé à définir un mode de compression de ces données, permettant à la fois :

* D'optimiser le stockage et le transfert,

* De faciliter l'accès rapide aux données pour pouvoir les exploiter efficacement dans les codes de calcul.

Par ailleurs, de nombreuses expérimentations ont permis de définir le seuil de précision à obtenir pour la définition des champs proches. Ces paramètres pilotent l'algorithme de compression afin de garantir un stockage optimal sans dégradation sensible de la précision de la caractérisation photométrique.

## FORMAT

La définition d'un format est nécessaire à l'essor de cette nouvelle caractérisation et pour pouvoir assurer une bonne validité des calculs prédictifs. L'objet est bien de permettre aux fabricants de maîtriser ces nouvelles données, et aux concepteurs de pouvoir les utiliser. Par ailleurs, l'absence de certification photométrique des sources lumineuses est une carence forte en éclairage.

En effet, tout développement réglementaire portant sur la maîtrise de l'éclairage oblige à pouvoir disposer de données garanties concernant les luminaires. Par ailleurs, ces données doivent permettre la réalisation de prédictions fiables, entre autre grâce à la simulation.

C'est dans cette optique que nous avons défini un format d'échange compatible avec la simulation numérique. Nous travaillons à un référentiel de mesure permettant de certifier ce type de caractérisation en vue de son exploitation dans un cadre normatif.

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Schéma de notre approche concernant la mesure en champ proche du luminaire</figcaption></figure>

# CARACTÉRISATION DES MATÉRIAUX

Le calcul des ambiances lumineuses est celui des interactions entre la lumière et la matière. Le comportement des matériaux doit donc être, lui aussi, finement caractérisé. Comme pour les luminaires, les valeurs actuellement disponibles concernant l'aspect des matériaux sont tout à fait insuffisantes à l'évaluation fine des interactions lumineuses.

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Les différents types de matériaux</figcaption></figure>

<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>Réflectance spectrale bi-directionnelle</figcaption></figure>

Couramment, un matériau est défini par son spectre et par son facteur de réflexion diffuse pour les matériaux mats ou par un coefficient de réflexion spéculaire pour les matériaux brillants (verre, miroir, céramique).

Or, la majorité des matériaux rencontrés dans le bâtiment ne sont ni mats ni spéculaires.

* Les matériaux purement spéculaires (verres, miroirs, chromes, etc.) renvoient la lumière selon des lois connues. Il suffit donc de connaître les paramètres du modèle représentant leur réflexion.

* Les matériaux lambertiens (plâtre, papier mat, etc.) renvoient la lumière de manière identique dans toutes les directions. Ils se caractérisent donc par un facteur de réflexion diffuse.

* Les autres matériaux ont un facteur de réflexion qui varie en fonction des directions d'incidence et de réflexion, sans suivre une loi simple. Leur caractérisation est donc beaucoup plus complexe.

C'est sur ces derniers que porte une partie de notre activité de recherche. La problématique est similaire à celle des luminaires :

* Mesurer ces données,

* Les exploiter dans les codes de calcul.

La définition d'un format répond uniquement à un besoin d'échange informatique.

## MESURE

Le banc de mesure des matrices de réflectance bidirectionnelle (BRDF) des matériaux rugueux est actuellement fonctionnel quoiqu'en cours d'optimisation.

La complexité de ce type de caractérisation est liée au nombre de mesures à réaliser.

Caractériser une BRDF tous les degrés peut correspondre à 180 × 90 × 360 × 90 mesures spectrales, soit 525 millions de mesures pour un seul matériau. En utilisant un gonioréflectomètre classique, à raison de dix mesures par minute, il faudrait à peu près cent ans.

Notre objectif étant de rendre ce type de données opérationnelles, il était nécessaire de trouver une procédure de mesure permettant d'obtenir ce résultat de manière relativement rapide. La mise au point d'un nouveau système de pilotage hiérarchique de la mesure permet de réaliser une caractérisation complète en une dizaine d'heures.

Cette durée d'acquisition permet :

* De mesurer des échantillons pour une expertise ponctuelle,

* D'envisager la création d'une banque de données matériaux.

<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>Gonio-réflecto-spectromètre</figcaption></figure>

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>Exemple de lobe de réflectance</figcaption></figure>
## STOCKAGE ET UTILISATION

<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Schéma de notre approche concernant la caractérisation des matériaux</figcaption></figure>

Au vu de la quantité de données représentant une BRDF, nous développons également des techniques de compression et de modélisation de ces données permettant à la fois :

* De limiter la place mémoire des BRDF, facilitant également le transfert de ces données par réseau,

* D'exploiter ces données de manière optimale dans les codes de calculs.

La phase de modélisation de la réflectance bidirectionnelle est actuellement en cours. Les modèles mathématiques "intelligents" sur lesquels nous travaillons ont pour but de représenter une BRDF complète par un ensemble de paramètres de modèles mathématiques.

De manière complémentaire, une fois cette base mathématique mise au point, la mesure d'une BRDF ne reviendra qu'à définir ces paramètres par un nombre limité de mesures. La modélisation sera donc directement intégrée dans le pilotage du dispositif afin de réduire encore la durée d'une mesure d'un matériau.

<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>Local expérimental</figcaption></figure>

## CARACTÉRISATION DES DISPOSITIFS DE CONTRÔLE DE L'ÉCLAIRAGE

Deux grandes gammes d'outils servent à contrôler la lumière :

* Les protections solaires,

* Les systèmes de régulation de l'éclairage artificiel.

## PROTECTIONS SOLAIRES

Les études portent sur la caractérisation des protections solaires :

* Protection à lame extérieure,

* Store en toile intérieur et extérieur,

* Store vénitien intérieur.

Pour ces protections, nous recherchons :

* Des critères globaux de qualité dont certains seront intégrés dans le projet de certification des protections solaires,

* Des méthodes de calcul permettant de simuler le comportement des protections pour un projet donné.

Quatre grandes gammes de critères sont étudiées :

1. La visibilité, conditionnant le paysage et l'intimité,

2. La transmission, permettant de contrôler les apports lumineux,

3. La protection solaire, permettant de limiter les risques d'éblouissement,

4. La dérive colorimétrique (stores colorés), permettant d'évaluer l'ambiance lumineuse.

Ces critères sont étudiés dans un local expérimental permettant de tester le comportement de la protection solaire en conditions réelles d'utilisation. En laboratoire, des expériences ont été menées afin de mettre au point une procédure simplifiée de mesure de la dérive colorimétrique.

Une étude a également porté sur les aspects psychologiques liés à l'appréciation de la visibilité et de l'intimité à travers des stores en toile. Cette étude a été menée en partenariat avec le Pôle Laboratoire Mutations Techniques et Sociales du CSTB.

Les types de calculs utilisant ces critères seront soit de type :

* Prédimensionnement, donc très simple, l'objet étant d'évaluer le comportement du store dans un projet particulier à partir de quelques données d'entrée (orientation, volume du local, taille de l'ouverture, éclairement extérieur et niveau d'éclairement artificiel intérieur),

* Simulation physique complexe, permettant d'aller jusqu'à l'évaluation des effets de la protection solaire dans un espace réel.

## SYSTÈMES DE RÉGULATION

Ces systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB), initialement conçus pour piloter le chauffage et la climatisation, intègrent à présent de plus en plus de fonctionnalités de régulation de l'éclairage dans une logique de limitation des consommations énergétiques.

Dans une moindre mesure, ces systèmes peuvent également être utilisés pour améliorer les conditions d'ergonomie visuelle, en pilotant des protections solaires à occultation variable.

Différents types de régulation sont utilisés :

* Allumage et extinction en fonction d'une plage horaire,

* Utilisation de capteurs de présence,

* Régulation en fonction des variations de l'éclairage naturel.

Nos efforts portent sur le dernier de ces points.

L'objectif est donc d'étudier le comportement des systèmes comportant des capteurs d'éclairement et de tenter d'évaluer les économies induites.

Ces systèmes se caractérisent par :

* La nature des capteurs (zone de sensibilité),

* La position de ces capteurs (intérieur, extérieur) et leur nombre,

* L'existence ou pas d'une protection solaire pilotée ou non,

* Le type d'algorithme de régulation (interaction de la variation de l'éclairage artificiel et de l'éclairage naturel).

Le nombre de paramètres est important, ce qui rend particulièrement difficile la mise au point de ces systèmes. Nous sommes actuellement en phase d'observation et d'analyse. Pour cela nous étudions leurs comportements en conditions réelles dans notre local expérimental.

Ce local, qui comporte deux pièces absolument identiques, est monté sur un axe de rotation afin de pouvoir faire varier l'orientation des ouvertures.

Ces deux pièces sont équipées du même système d'éclairage. Dans la première, les commandes sont manuelles et dans la deuxième, elles sont pilotées par un système de GTB. Le comportement de l'usager est défini par des consignes simples.

Les résultats sont analysés pour différents types de réglage des systèmes de GTB et sous différentes conditions d'éclairage naturel (selon la saison et l'alternance de conditions climatiques).

L'autre optique est la simulation physique du comportement de ces dispositifs utilisant nos techniques de calcul numérique de l'éclairage. A terme, cette technique devrait être interfacée avec des systèmes déjà existant (Projet Simbad développé au service ENEA du CSTB) d'évaluation des systèmes de GTB, par rapport aux critères thermiques.

Ces connaissances trouvent directement leurs applications au niveau normatif dans le projet de nouvelle réglementation énergétique.

<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>Schéma de notre approche concernant la caractérisation des dispositifs de contrôle de la lumière</figcaption></figure>
# Simulation

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

<figure><img src="image_27.png" /></figure>

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

<figure><img src="image_29.png" /></figure>

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

La simulation numérique des phénomènes d'éclairage, dite "photo-simulation", représente une vraie révolution dans nos ou- tils de travail.

La réalité des échanges lumineux dans une scène est extrêmement complexe et ne peut être abordée de manière simple :

- Eclairage indirect,

- Pénombres dues aux sources étendues,

- Effets des luminaires en champ proche,

- Comportement complexe des matériaux,

- Ergonomie visuelle dans ces espaces.

Les méthodes traditionnelles tentaient déjà d'évaluer les qualités de l'éclairage en utilisant des abaques. Même si ces critères sont utiles, ils se limitent à des cas simples et sont difficiles à maîtriser par des non-initiés.

L'essor de l'image de synthèse est actuellement très fort. Les images dont la télévision et le cinéma nous abreuvent sont de plus en plus réalistes et parfois confondantes. Cependant les outils qui servent à les générer, ne contrôlent pas physiquement les phénomènes lumineux représentés. Ces outils sont graphiques.

C'est-à-dire que le réalisme provient de la sensibilité du graphiste qui va composer une image de la réalité telle qu'il l'imagine. Cette image comporte une très forte subjectivité et est de l'ordre du spectacle. Elle ne constitue pas une base décisionnelle fiable.

Les techniques que nous développons se démarquent donc notoirement des outils d'image de synthèse. Les calculs de photo-simulation sont un ensemble de procédures d'évaluation des phénomènes lumineux. Par ailleurs, ils sont totalement automatiques donc objectifs. La photo-simulation estime la réalité d'un projet de manière mécanique en fonction des données physiques définissant ce même projet (climat lumineux naturel, luminaires, formes, matériaux, protections solaires, etc.)

Les techniques de photo-simulation ont été développées dans un souci d'efficacité. La procédure de calcul a été fortement accélérée, de telle sorte qu'elle soit maintenant opérationnelle dans le cadre de projet réel.

L'ensemble de ces recherches se concrétise dans deux branches logicielles :

- Photosimulation : PHANIE,

- Prédimensionnement : MIXTE et HELIODON.

<figure><img src="image_31.png" /><figcaption>Les différents outils de génération d'image</figcaption></figure>

# PHOTOSIMULATION : PHANIE

Le logiciel PHANIE, développé à la Division depuis six années, regroupe plusieurs méthodes de calcul ayant pour vocation de simuler le comportement des rayonnements lumineux dans des objets architecturaux complexes. Il est l'évolution de son ancêtre, G.I.N. (Global Illumination Network) développé en partenariat avec l'IRISA de Rennes.

Il est dédié autant à l'architecture intérieure qu'extérieure que ce soit en lumière artificielle, naturelle ou mixte. Ce système permet de répondre à de nombreuses problématiques dans des délais compatibles avec la réalisation d'un projet de construction.

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En effet, les délais d'études attribués à l'éclairage sont parfois très courts et le processus de conception architectural est souvent itératif. La réponse à un cahier des charges ne suffit pas toujours. Le projet visualisé suscite alors un questionnement quant à son aspect. Les considérations esthétiques sont extrêmement sensibles et peuvent conduire le concepteur à modifier des données de son projet, il faut pouvoir s'adapter.

Dans cette logique, PHANIE supporte des fonctionnalités de simulation dynamique permettant de modifier le projet en cours de calcul et devient un système de simulation interactif de l'éclairage. Ces capacités dynamiques ont d'ailleurs été mises à profit lors de premières opérations de conception temps réel. Lors de ces séances, la maîtrise d'œuvre a pu montrer son projet et le faire évoluer en temps réel en fonction des réactions de la maîtrise d'ouvrage, et vice et versa.

* Prise en compte de la lumière artificielle et naturelle,

* Calculs détaillés des phénomènes directs et indirects,

* Utilisation de sources surfaciques,

* Contrôle spectral des échanges énergétiques sur 40 ou 80 longueurs d'onde,

* Possibilité de changer les données photométriques en cours de simulation,

* Utilisation de textures spectrales et de textures de relief,

* Rapidité grâce à l'utilisation de maillages hiérarchiques multi-grilles...

## Les principales caractéristiques de PHANIE

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<figure><img src="image_36.png" /><figcaption>Exemple de maillage hiérarchique de calcul utilisé dans PHANIE</figcaption></figure>
Dernièrement, le logiciel PHANIE a été doté d'extensions concernant la gestion de l'état de surface. Il est donc maintenant possible, par exemple, d'analyser les petits reliefs de la pierre d'un monument ancien et de replacer l'information de couleur et de relief de la matière sur un modèle 3D. La simulation se fait ensuite en tenant compte de ces données (chaque

fissure, chaque coulure et chaque détail étant remplacés au même endroit). La prise en compte de ces détails permet d'atteindre un niveau de réalisme physique accru. Nous sommes maintenant bien loin des images de synthèse froides et absaitraites des débuts...

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### Simulations de l'éclairage des ponts réalisées pour le compte de la Ville de Paris

Ces images sont totalement générées par simulation d'éclairage, sur la base de caractérisation photométrique spectrale de l'état de la matière, de la forme tridimensionnelle et de la nature photométrique des sources implantées virtuellement. Les ponts ont été entièrement modélisés en C.A.O.

<figure><img src="image_40.png" /><figcaption>Simulations de l'éclairage des ponts réalisées pour le compte de la Ville de Paris (suite)</figcaption></figure>

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Autres exemples
de simulation d'éclairage :
- rendu des matériaux verriers
- optimisation de l'éclairage des vitrines
- optimisation de l'éclairage naturel et limitation des reflets au musée du Louvre
PHANIE étant dote de techniques de modifications dynamiques des données en cours de calcul, en vue d'approcher la notion de conception interactive, il a été possible de tester rapidement un grand nombre de scénarïi. Plusieurs dizaines de dispositifs ont pu être testés sur certains ponts.

Il est donc maintenant possible de réaliser ce type d'opération sur des objets architecturaux et urbains complexes. Le modèle volumétrique du pont de la Concorde comprend plus d'un million de polygones.

Le logiciel PHANIE a encore été complété par de nombreuses fonctionnalités dont :

• L'intégration d'un format de luminaires en champ proche,

• L'intégration progressive des nouveaux modèles de BRDF,

• La visualisation interactive de maquettes virtuelles photosimulées.

Ce dernier point est un vecteur d'innovation important pour notre équipe. Les images affichées en temps réel (telles qu'on peut maintenant les voir dans les jeux ou les applications utilisant des cartes graphiques sur micro-ordinateur) sont souvent de mauvaise qualité graphique.

Cette limitation est due principalement au manque de richesse des détails et particulièrement à l'irréalisme des effets lumineux (absence d'ombres et de modelés ou ombres trop nettes et simplifiées, aucun effet d'éclairage indirect, etc.).

Nous avons donc cherché à améliorer ce genre d'applications en exploitant PHANIE pour générer des données de qualité pour la visualisation temps réel. Cependant les données issues de la photo-simulation sont particulièrement massives (plusieurs centaines de méga Octets) et sont a priori incompatibles avec le matériel graphique existant (les cartes 3D comporte habituellement entre 8 et 64 de Mo utile pour l'affichage des textures en temps réel).

Pour s'affranchir de cette limitation, différentes techniques ont été nécessaires :

• Mise au point d'un nouvel algorithme de génération des données simulées,

• Mise au point d'un format de stockage dédié à l'affichage temps réel des grosses bases de données,

• Mise au point d'un algorithme de navigation (utilisant le langage Open-GL) pour la navigation dans des espaces complexes sur des machines dédiées.

Les performances atteintes et la capacité à naviguer librement dans des environnements bénéficiant d'un contrôle physique de l'image ont permis de franchir un pas décisif pour les technologies de réalité virtuelle.

Pour rendre compte des progrès réalisés, il suffit de rappeler que les images physiquement simulées nécessitaient, il y a quelques années, plusieurs jours pour être calculées. Maintenant, il est possible de les générer en une fraction de seconde.

### Exemple : Démonstration "Asia" présentée à IMAGINA

• Scènes simulées en éclairage mixte complexe en 20 heures,

• Données de visualisation générées en quelques minutes (50 000 polygones dotés de 1 Go de texture correspondant à un point de calcul toutes les 3 mm sur les surfaces),

• Image affichée en un 1/15 seconde en résolution 1600 x 1024 pixels.

<figure><img src="image_44.png" /><figcaption>Capture d'écran d'une image affichée en temps réel</figcaption></figure>

Le logiciel PHANIE continue à se développer dans la double logique d'aide à la conception et d'aide à la négociation par le biais de résultats physiques et d'images de nouvelle génération.

<figure><img src="image_45.png" /></figure>

## PRÉDIMENSIONNEMENT : MIXTE

MIXTE est un logiciel d'éclairage intérieur fonctionnant sur PC et qui a été développé dans le but d'estimer les consommations électriques dues à l'éclairage. Utilisant, pour l'éclairage artificiel, les méthodes normalisées, ses possibilités sont fixées, en grande partie, par les limites de ces méthodes.

Dans sa version actuelle, le logiciel MIXTE est composé de ces trois modules pouvant être utilisés séparément ou enchaînés :

• Éclairage naturel,

• Éclairage artificiel,

• Disponibilité de la lumière du jour.

Dans le deuxième mode de fonctionnement, où les trois modules sont enchaînés, on se trouve en présence d'une étude d'éclairage mixte.

Un quatrième module, permettant la caractérisation photométrique simplifiée des ouvertures est en cours d'intégration afin d'enrichir les possibilités du module éclairage naturel.

### MODULE ÉCLAIRAGE NATUREL

Ce module s'applique à des locaux parallélépipédiques rectangles, vides et pourvus d'ouvertures rectangulaires situées en façade et/ou en toiture.

Chacune des six parois intérieures est caractérisée par son facteur de réflexion.

Le calcul peut s'effectuer pour différentes conditions de ciel en choisissant également la valeur de l'éclairement horizontal extérieur, dû au ciel, en site dégagé. Seuls les trois types de ciel généralement utilisés ont été intégrés :

• ciel couvert uniforme,

• ciel couvert CIE (ou Moon & Spencer),

• ciel serein CIE (dépendant de la position du soleil).

Les ouvertures présentes sur une paroi peuvent être différentes ou identiques ; dans ce cas l'implantation peut être régulière ou quelconque. Chacune des ouvertures est caractérisée par :

• son positionnement sur la paroi,

• ses deux dimensions principales,

• l'épaisseur de la paroi où elle est située,

• le facteur de transmission du matériau verrier,

• le facteur de réflexion du sol extérieur situé à proximité,

• la hauteur angulaire moyenne d'un éventuel masque vis-à-vis du ciel.

Il est également possible de traiter des ouvertures qui ont été auparavant caractérisées par le module spécifique cité plus haut.

Les points de calcul sont définis suivant un maillage en x, y et z. Ceci permet d'avoir accès à l'éclairement en n'importe quel point intérieur du volume étudié. De plus, en chacun de ces points, l'éclairement est calculé sur les six faces d'un cube, parallèles aux parois du bâtiment.

La méthode de calcul utilisée, qui repose sur l'utilisation de la méthode de radiosité, comporte deux étapes :

• calcul de la composante directe de l'éclairement aux points de maillage (lumière provenant de l'extérieur par les ouvertures : ciel, sol extérieur et obstacles éventuels),

• calcul des interréflexions intérieures.

Les résultats ainsi obtenus peuvent être affichés soit sous forme numérique, soit sous forme de courbes isolux sur les différents plans (horizontaux ou verticaux) définis par les caractéristiques du maillage de calcul.

<figure><img src="image_46.png" /></figure>

### MODULE ÉCLAIRAGE ARTIFICIEL

Ce module s'applique également à des locaux parallélépipédiques rectangles. La prise en compte d'un plan utile (ou plan de travail) pouvant être différent du sol, revient à intégrer la présence d'obstacles compris entre le sol et le plan utile. Contrairement à l'éclairage naturel, les quatre parois sont considérées dans leur intégralité ; un seul facteur de réflexion est associé à ces parois.

Les caractéristiques des lampes qui sont saisies sont le flux lumineux (pour le calcul des éclairements) et la puissance (y compris celle de l'appareillage électrique éventuel, pour le calcul de la puissance installée).
Les luminaires utilisés sont caractérisés par la classe et le ren-
dement conformément à la norme NF C 71-121. Leur implantation
est choisie parmi trois possibilités : régulière centrée, régulière
non centrée et quelconque. La méthode de calcul est celle utili-
sée par la norme AFNOR S 40-001 (désormais caduque) dont les
équations complètes sont données dans la publication n° 40 de
la Commission Internationale de l'Éclairage (CIE).

Les résultats sont exprimés sous forme d'éclairement moyen sur les différentes parois : le plafond, l'ensemble des quatre murs et le plan utile.

■ MODULE DISPONIBILITÉ DE LA LUMIÈRE DU JOUR : DISPO

Ce module, réalisé dans le cadre d'une étude cofinancée par l'ADEME, permet d'accéder à des résultats provenant de traitements statistiques effectués sur station de travail. Les modèles de distribution de la luminance du ciel proposés par le CSTB ont été appliqués à des données météo contenant des mesures horaires de rayonnements solaires global et diffus sur le plan horizontal. Les résultats sont présentés sous la forme de fréquences cumulées des niveaux d'éclairements en fonction de différents paramètres.

Dans sa version actuelle DISPO fournit des résultats relatifs à trois types d'information :

• les fréquences cumulées proprement dites,

• les valeurs maximales des éclairements,

• la distribution des différents types de ciel.

Dans les deux premiers cas, les paramètres pris en compte sont la ville, le plan récepteur, la période mensuelle (les douze mois plus les trois "saisons lumineuses" et l'année), la période journalière (toute tranche horaire comprise entre 6 heures et 21 heures légales) et le type de ciel (parmi les cinq proposés par le CSTB). Pour la distribution des différents types de ciel, seules la station et les périodes mensuelles et journalières sont à considérer.

■ ÉCLAIRAGE MIXTE

Les résultats en éclairage naturel, obtenus pour un éclairement horizontal extérieur de 10 000 lux sont comparés à ceux de l'éclairage artificiel. Le critère de comparaison considéré est que l'éclairement de référence sur le plan utile en éclairage naturel peut ne représenter que 80 % du niveau moyen de l'éclairage artificiel. Cette hypothèse a été retenue pour tenir compte de la différence importante qui existe généralement entre la répartition des éclairements sur le plan utile : bonne uniformité en éclairage artificiel et gradient souvent important en éclairage naturel.

Trois éclairements de référence ont été pris en compte en éclai-
age naturel :

• l'éclairement moyen,

* l'éclairement médian en terme de surface (associé à la courbe isolux qui partage le plan utile en deux surfaces égales),

* l'éclairement médian en terme de flux (associé à la courbe isolux qui partage le plan utile en deux zones de flux lumineux identiques).

Après avoir choisi la ville et la tranche horaire d'occupation du
local étudié, on obtient, en sortie du module de disponibilité de
la lumière du jour, le pourcentage de temps pendant lequel on a
recours à l'éclairage artificiel et la consommation électrique qui
en résulte. Ces résultats sont fournis mois par mois et sur l'an-

née pour les trois hypothèses associées aux trois éclairements de référence définis ci-dessus.

MIXTE fait actuellement l'objet d'une finalisation de son interface
sur système Windows en vue de sa distribution.

Il intégrera également la règle de calcul de consommation de l'éclairage de la nouvelle réglementation énergétique.

MIXTE constitue donc un excellent outil de prédimensionnement et devrait répondre aux nouvelles exigences de maîtrise conjointe de la qualité de l'éclairage naturel et des économies qu'il induit concernant l'utilisation de l'éclairage artificiel.

ÉTUDE D'IMPACT : HÉLIODON

Ce tout nouvel outil est destiné à quantifier l'impact de la modi-
fication de l'environnement bâti sur l'ensoleillement des ouvertu-
res d'un local. Il est alors aisé de tester l'impact d'une nouvelle
construction sur l'accès à la lumière du jour des riverains.

Dans sa première version, il permet de :

• visualiser des ombres portées des éléments bâties,

* d'effectuer le bilan, sur l'année, en terme d'ensoleillement et de flux lumineux ou énergétique (au niveau de chacune des ouvertures).

La première fonctionnalité correspond à l'héliodon informatique tel qu'on peut le trouver dans les logiciels de CAO alors que la deuxième, qui est une des spécificités de HELIODON, permet de répondre directement aux demandes telles qu'elles sont le plus souvent exprimées. Il y répond d'autant mieux qu'à cha-cune de ces deux fonctionnalités est associée la possibilité de raisonner en terme de situation initiale, de situation finale et de comparaison entre les deux.

Par ailleurs, HELIODON utilise une interface permettant la navi-
gation temps réel dans l'espace étudié, afin de mieux se repré-
senter la localisation des phénomènes étudiés.

Il est prévu de compléter l'outil pour analyser aussi l'ensoleille-
ment à l'intérieur des locaux.

<figure><img src="image_47.png" /><figcaption>Interface d'HÉLIODON</figcaption></figure>

Visualisation

NUMERISATION

SIMULATION

VISUALISATION

Cette dernière étape concerne spécifiquement la manière de
présenter les résultats de calculs qui sont relativement com-
plexes et qui représentent donc une quantité de données im-
portante.

Nous visons donc à proposer un support visuel autour duquel le projet architectural peut se discuter. Ceci nous oblige à améliorer la qualité de visualisation du projet et la qualité de l'accès aux informations.

LES RÉSULTATS PHYSIQUES

Ces résultats de calculs d'éclairement portent sur :

* La répartition des luminances et des éclairements sur un mo-dèle tridimensionnel,

* Le respect de critères objectifs portant sur la qualité de l'éclairage (rendu des couleurs, perception des contrastes, éblouissement).

Nous insistons sur la qualité de l'interface permettant d'avoir
accès à ces données et pouvons maintenant utiliser des techni-
ques de visualisation tridimensionnelle temps réel. Nous utili-
sons par ailleurs les techniques du multimédia pour traduire de
manière pratique les informations. Les rapports d'étude sont
parfois produits sur CD-ROM afin de mieux faire comprendre
les enjeux et la qualité du projet.

<figure><img src="image_48.png" /></figure>

<figure><img src="image_49.png" /></figure>

<figure><img src="image_50.png" /></figure>

<figure><img src="image_51.png" /></figure>

<figure><img src="image_52.png" /><figcaption>Extraits de CD-ROM</figcaption></figure>
## LES RÉSULTATS IMAGÉS :
LA NOTION D'IMAGE
CONTRACTUELLE

Nous avons la possibilité, sur la base des photo-simulations, de générer des images physiquement déduites de manière automatique. Ces images, à haute valeur ajoutée, représentent un nouvel outil de conception et de négociation. Par conséquent, elles visent à devenir contractuelles, dans la mesure où les méthodes de calcul respectent au mieux les lois de la propagation des ondes lumineuses.

En utilisant des écrans calibrés, il nous est possible de représenter ces images à luminances et couleurs contrôlées. Dans cette dernière approche, les images présentées sur écran ont des luminances et couleurs aussi proches que possible de la réalité. Ceci est le dernier maillon permettant de pouvoir travailler directement sur la base de la visualisation d'image.

L'écran pourrait devenir une véritable fenêtre sur la réalité. Notre approche est bien d'identifier le long de la chaîne de production de l'image chaque maillon susceptible d'agir sur la fiabilité des informations présentées. Pour nous, le problème se pose au niveau des écrans de visualisation. Chacun possède ses propres caractéristiques et réglages et impose des contraintes pour maîtriser l'image présentée. Notre présentation des résultats est donc réalisée en fonction de l'écran de manière à en contrôler le rendu.

Bien sûr, nous sommes limités par les caractéristiques de ces derniers. En particulier, nous ne pouvons pas présenter des images dont la luminance excède la luminance maximale de l'écran. Dans ces derniers cas, ce sont les critères d'appréciation non-visuels qui font foi.

Pour dépasser ces limitations nous avons lancé une réflexion sur la faisabilité de nouvelles techniques d'affichage spécifiquement dédiées à des scènes comportant de hautes luminances.

Ces écrans ont pour vocation :

* d'étendre les capacités en affichage aux scènes comportant des luminaires et en lumière du jour,

* de pouvoir vérifier et apprécier directement sur l'image l'ergonomie visuelle et en particulier l'éblouissement.

Les écrans conventionnels sont limités à une luminance de l'ordre de 200 cd/m².

Or, les sources d'éblouissement courantes, telles que les luminaires et les reflets, peuvent atteindre plusieurs milliers de cd/m² (exemple pour un tube à fluorescence : 15 000 cd/m²).

La recherche de telles performances impose l'étude de nouvelles techniques d'affichage, dans le but de réaliser un écran au moins 100 fois plus lumineux.

Nos derniers développements ont permis de définir un procédé capable d'atteindre des luminances de l'ordre de 30 000 cd/m² tout en bénéficiant de nos techniques d'affichage à luminances et couleurs réelles. La précision de l'affichage pourrait être au cd/m² près.

Cette innovation en est actuellement au stade de l'étude de faisabilité, et nous espérons pouvoir la rendre opérationnelle dans les quelques années à venir. Son utilisation, couplée aux outils de métrologie et de simulation que nous développons, devrait permettre d'étendre encore l'approche de prototypage virtuel appliqué :

* A l'architecture intérieure et extérieure,

* A l'aménagement de l'espace public et de la voirie,

* Au génie civil,

* A l'industrie.

Notre objectif est de rendre le champ d'application de la photo-simulation sans cesse plus large et son maniement toujours plus aisé, intuitif et interactif.

L'exploitation systématique sur des projets pilotes de nos innovations nous permet constamment d'adapter nos outils aux besoins du marché.

Ces outils constituent avant tout une plate-forme d'échange entre les différents acteurs d'un projet. Loin de remplacer le travail des concepteurs, ils constituent un outil d'expression de leur savoir-faire.

<figure><img src="image_53.png" /><figcaption>Principe du contrôle de la luminance et de la couleur</figcaption></figure>

<figure><img src="image_54.png" /><figcaption>Chaîne de contrôle de la luminance et de la couleur</figcaption></figure>

## Sélection de publications 1999

### GARCIA M. - CARRÉ S. - DAVID L.

MAIF - Local imprimerie - Étude et optimisation de l'éclairage artificiel
Rapport d'étude EN-ECL 99.1.C

### GARCIA M. - PERRAUDEAU M.

Scieries Plantier de Mimizan - Éclairage naturel et artificiel - Bâtiment en projet de construction
Rapport d'étude EN-ECL 99.2.C

### DAVID L. - CARRÉ S. - GARCIA M.

Rocade L2 à Marseille - Étude en éclairage naturel des tranchées semi-couvertes
Rapport d'étude EN-ECL 99.3.C

### RONCHEAU M.

Mise au point d'un goniophotomètre en champ proche
Rapport de stage EN-ECL 99.4.R

### PERRAUDEAU M.

Daylighting and control of interior lighting in high schools
Rapport d'étude EN-ECL 99.5.R

### PERRAUDEAU M. - CARRÉ S.

LAMA : Luminance d'Adaptation (L<sub>20</sub>) au vu des statistiques Météorologiques Annuelles à l'entrée d'un tunnel - Notice d'utilisation et présentation des différents modules de calculs (Rapport final)
Rapport d'étude EN-ECL 99.6.C

### PERRAUDEAU M.

Éclairage intérieur - Lampes et luminaires
Rapport d'étude EN-ECL 99.7.R

### PERRAUDEAU M. - GARCIA M.

Tests d'algorithmes de contrôle de l'éclairage naturel dans le local expérimental du CSTB - Présentation du dispositif et des paramètres étudiés
Rapport d'étude EN-ECL 99.8.C

### PERRAUDEAU M. - GARCIA M.

Tests de systèmes de contrôle de l'éclairage intérieur dans le local expérimental du CSTB - Analyse des mesures effectuées entre juillet et décembre 1999
Rapport d'étude EN-ECL 99.9.R