मों त्फ्क (साँस देस्सिं)

INTRODUCTION

0.1. PROBLEMATIQUE


Parmi les applications de l’électricité, l’éclairage occupe une place de choix et joue un rôle important dans la sécurisation des personnes et de leurs biens ; prolonger le temps de l’activité humaine ainsi que l’esthétique de nos villes pendant la nuit. La capitale Kinshasa, comme d’autre ville de la RDC sont confrontées à des sérieux problèmes de trafic pendant la nuit à causer de l’insuffisance de l’éclairage public, ce qui constitue un frein au développement et favorise l’insécurité et les accidents pendant la nuit.

L’avenue GAMBELA n’est pas épargnée par cette situation, voila pourquoi nous avons pensé palier à cette situation en choisissant le thème intitulé : « Avant projet de Réhabilitation de l’éclairage public sur l’avenue GAMBELA le tronçon compris entre l’avenue KASA-VUBU et la rue kola dans la commune de NGIRI-NGIRI ».

0.2. OBJECTIF DU TRAVAIL

L’objectif de notre travail est de disponibiliser les données techniques nécessaires à l’électrification de l’avenue GAMBELA, plus précisément les dimensionnements et les modèles des équipements appropriés.

0.3. DELIMITATION DU TRAVAIL

Notre étude sera basée essentiellement aux dimensionnements et aux choix des équipements électromécaniques de l’éclairage public en vue d’éclairer l’avenue GAMBELA, le tronçon compris entre l’avenue KASA-VUBU et la rue kola.


0.4. METHODOLOGIE

Pour atteindre notre objectif, nous allons procéder par des méthodes et techniques suivantes :

 Méthode documentaire ;
 Technique d’interview ;
 Visites.


0.5. SUBDIVISION DU TRAVAIL

Hormis l’introduction et la conclusion générale, le travail est subdivisé en trois chapitres qui sont :

 Chapitre I. Généralités sur la lumière et l’éclairage électrique ;
 Chapitre II. Présentation de l’avenue GAMBELA et l’éclairage public ;
 Chapitre III. Dimensionnement et Choix des équipements électromécaniques de l’éclairage Public.






CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA LUMIERE ET L’ECLAIRAGE
ELECTRIQUE

I.1. LA LUMIERE

I.1.0. Introduction (Rôles et importance de la Lumière)

La lumière constitue un élément fondamental pour l’activité de l’ensemble de la biosphère terrestre, elle joue plusieurs rôles dont :

Rôle biologique : Elle a probablement été un facteur essentiel de la formation et du développement de la vie sur terre, tant par le maintien d’une température ambiante favorable que par les réactions photochimique (telle la photosynthèse) qu’elle permet.

Rôle psychologique : la lumière est le support informationnel le plus important pour l’homme, étant donné l’extrême richesse des perceptions visuelles. Elle détermine une grande partie de l’action psychologique du milieu (confort visuel, esthétique, sentiment de sécurité), largement utilise par les arts.

Rôle technique : de nombreuses sciences et techniques ont pour objet l’étude ou la mise en œuvre des propriétés de la lumière. Citons l’éclairagisme, la photographie, l’optique instrumentale, la spectrométrie, les arts, la photonique (ou optoélectronique).

Rôles économiques et sécuritaires : - la lumière, contribue à la formation des combustibles fossiles (pétrole, charbon), constitue une source énergétique (énergie solaire).

- La lumière permet la prolongation des temps activités, la nuit ainsi que la sécurisation des personnes et des biens.
I.1.1. Définition du mot lumière

La lumière est l’ensemble des rayonnements électromagnétiques visibles, c’est- à-dire susceptibles d’être perçus directement par un Œil humain, dont les longueurs d’onde sont comprise entre 380 et 780 nm ( nm : nanomètre, 1nm= 10-9m).

Toute fois, on étend souvent le domaine de la lumière à des parties invisibles du spectre, l’infrarouge et l’ultraviolet, dont les propriétés restent très voisines de celle de la lumière « visible ».

I.1.2 Historique

Dans l’antiquité, le seul mode d’éclairage connu était la torche, formée à partir de bois résineux ou d’étoupes couvertes de poix. Des lampes enforme de burette, alimentées par l’huile furent utilisées par les Grecs et les Romains. La combustion de la cire aussi servit à l’alimentation des lanternes. Au moyen âge, les flambeaux de cire et les torches de résine, souvent fixés aux murailles, étaient encore en usage.

L’invention d’une lampe à courant d’air est l’œuvre D’ARGAND au XXIIIème siècle, mais c’est le pharmacien Quinquet (1745-1803) qui lui a laissé son nom. L’ingénieur français P. Lebon songea, le premier à tirer profit des produits gazeux de la distillation du bois pour l’éclairage. Le premier arc électrique est l’œuvre de H. Davy vers 1811. Il consistait en deux pointes de charbon de bois réunies aux pôles d’une forte pile. Ce dispositif fut amélioré, en 1844, par L. Foucault (1819-1868) qui eut l’idée de faire appel à des électrodes de carbone.

L’historique de la lampe à incandescence débute en 1845 lorsqu’un savant américain W. STARR-, fait usage, pour la production de lumière, d’un mince fil de charbon enfermé dans une enceinte privée d’air et parcouru par un courant électrique. L’invention reste cependant sans lendemain. Treize ans plus tard (1858), l’ingénieur français De CHANGY utilise, pour fabriquer une lampe à incandescence, des fines baguettes de charbon de cornue enfermées dans les ampoules privées d’air et suggère de faire appel à cette lampe pour l’éclairage des mines.

Son invention cependant n’est pas bien reçue. Séduit par l’éclairage électrique, Edison reprend le problème en 1877 et perfectionne la lampe à incandescence, la lampe mise au point par Edison en 1879 consistait en un filament de carbone placé dans une enceinte privée d’air. Il fait appel ensuite, pour la fabrication de ce même filament, au papier et au bambou carbonisés.

Depuis cette époque de nombreuses sources lumineuses ont été mises au point ou améliorées.

I.1.3. Dualité de la Nature de la Lumière

La lumière, qui fait partie des premiers phénomènes dont l’homme appris conscience, a d’abord été étudiées sous l’aspect sensoriel, d’après les images perçues visuellement ; pour certaines études de ce genre (formation des images), on peut assimiler la lumière émise par une source à un faisceau de rayons rectilignes. Mais cette conception simplificatrice (qui suppose, notamment, une longueur d’onde nulle) se révèle incapable de rendre compte de la totalité des phénomènes de propagation de la lumière, et, pour une étude rigoureuse de tous les phénomènes lumineux, on doit recourir à deux théories physiques correspondant au double aspect de la lumière : ondulatoire et corpusculaire.

I.1.3.1. La Théorie Electromagnétique

Dans la théorie électromagnétique, la lumière apparaît comme un phénomène ondulatoire périodique (car donnant lieu à des interférences) dont les longueurs d’onde sont de l’ordre 500 nm, pouvant propager dans le vide avec une vitesse finie, et dont la nature électromagnétique a été établie par les travaux de James Maxwell.

Entant que onde électromagnétique (onde transversale composée d’une onde de champ électrique et d’une onde de champ magnétique) de fréquence très élevée, la lumière voit sa propagation perturbée, aussi bien par la présence d’obstacles matériels (provoquant des réflexions, des diffractions, des interférences, des réfractions) que par celle de champs électriques ou magnétiques (polarisation rotatoire).

Sa vitesse de propagation, dont l’étude cinématique est a l’origine de la théorie de la relativité restreinte, égale a c=299.792.458m /s, est une constante universelle dont la valeur n’est pas modifie par un changement de référentiel ; elle constitue la vitesse maximale de transmission des informations entre deux systèmes quelconques. Mais la théorie électromagnétique (macroscopique), qui décrit correctement les phénomènes de propagation, est insuffisante pour expliquer les interactions de la lumière avec la lumière

I. 1.3 .2. La Théorie Quantique

Dans la théorie quantique, la lumière apparaît comme un flux discontinu de photons (particules élémentaires de masse nulle au repos), dont l’énergie est liée à la fréquence de l’onde par la relation w = h. n (h, constante de Planck. n, fréquence) ; ce point de vue permet d’expliquer les observations relatives à l’émission et a l’observation de lumière par la matière.

D’une façon générale , l’émission de lumière correspond a la libération de quanta d’énergie ( sous forme de photons ) par les électrons des atomes retournant a un niveau énergétique inférieur, après avoir été portés par un niveau supérieur par une action excitatrice fournissant l’énergie nécessaire .Suivant la nature d’excitation, on observe les divers phénomènes d’incandescence ou de luminescence (thermoluminescence, électroluminescence, chimiluminescence, photoluminescence).

L’absorption, quant a elle, correspond a la capture de photons par les électrons des atomes, qui se trouve ainsi portées à des niveaux excités ; ce qui peut se traduire, notamment, par l’échauffement d’une masse de matière ou par la production d’un courant électrique (effet photoélectrique).

I.1.4. la perception de la lumière

La perception visuelle, c’est- à- dire l’excitation de la matière rétinienne, met en jeu une réaction photochimique, où le couplage se fait par une interaction électrique entre électromagnétique et le récepteur.

La lumière produite par une source ordinaire (lampe à incandescence ou à décharge) est généralement polychromatique et incohérente, c’est- à- dire formée d’ondes de fréquences différents et dont les trains d’ondes sont émis aléatoirement. A chaque fréquence correspondent une énergie photonique et une sensation visuelle particulière, que l’on appelle couleur.

La couleur n’est donc par une propriété des corps matériels, mais une propriété de la lumière, émise ou reçue et réfléchie (ou transmise par un corps, la couleur correspondant au maximum de sensibilité de l’œil humain est le vert –jaune (555nm).On appelle lumière blanche toute lumière dont l’effet visuel est analogue à celui de la lumière naturelle (du jour) formée par la superposition d’ondes de toutes les fréquences du spectre visible.

Pour obtenir une lumière monochromatique, on peut soit filtrer une lumière blanche, soit utiliser une source ayant un spectre d’émission très étroit. Parmi les sources monochromatiques, les plus remarquables sont les lasers, dont l’émission des trains d’ondes est rendue cohérente.

I.1.4.1. Classification des Ondes Electromagnétiques dans l’Echelle rayonnements

Désignation Longueur d’ondes Fréquence


Ondes
Hert Ziennes VLF (Very LOW Fréquence) 10 km à 1 Km 30 KHZ à 300 KHZ
MF (Middle Fréquence) 1 Km à 100 m 300 KHZ à 3MHZ
HF (High Fréquence) 100m à 10 m 3 MHZ à 30 MHZ
VHF (Very High Fréquence) 10 m à 1m 30 MHZ à 300 MHZ
UHF (Ultra High Fréquence) 1 m à 10 Cm 300 MHZ à 3 GHZ
SHF (Supra High Fréquence) 10 Cm à 1Cm 3 GHZ à 30 GHZ
EHF (Estremely High Fréquence) 1 Cm à 1 mm 30 GHZ à 300 GHZ

Spectre

Optique Infrarouge 400 μm à 800 nm 7,5.1011 à 3,75.1014
Visible 800 nm à 400 nm 3,75.1014 à 7,5.1014
UltraViolet 400 nm à partir de 7,5.1014
Rayon X 0,3 nm 1018
Rayons gamme 0,1 pm 1021 HZ et plus

Tab. I.1

I.1.5. PROPAGATION DE LA LUMIERE

I.1.5.1. Sources et récepteurs de lumière

1. Définition

- une source de lumière est un corps qui produit ou émet de la lumière.
- un récepteur de lumière est un corps dont certaines propriétés varient lorsque les rayons lumineux leur sont projetés.

Les tableaux nous donnent une liste non exhaustive de sources et récepteurs de lumière courant.

Récepteur naturels de lumières
Œil
Peau
Récepteurs artificiels de lumière
Photo résistance
Cellule photovoltaïque (ou solaire)
Capteur solaire
Pellicules photographique
Source naturelle de lumière
Soleil
Etoiles
Ver Luisant
Sources artificielles de lumière
Lampes à incandescence
Laser *
Tubes au néon
Phares à iode

Tab. I.2 Tab. I.3

(*) Laser : Light Amplification by stimulated émission or radiation ce qui peut être traduit en français par : effet d’amplification de la lumière par émission stimulée.

2. Diffusion de la lumière

Les objets qui nous entourent, bien qu’ils ne soient pas des sources de lumière, sont néanmoins visibles lorsqu’ils sont éclairés, ils renvoient, en effet une partie de la lumière qu’ils reçoivent dans toutes les directions, en particulier vers nos yeux. On dit qu’ils diffusent la lumière.

Les objets diffusent plus ou moins la lumière selon leur nature : ainsi les objets noirs absorbent quasiment toute la lumière reçue et ne la diffusent pas. C’est la raison pour la quelle ils nous apparaissent noirs. Les objets blancs, au contraire, diffusent pratiquement toute la lumière qui leur parvient.

3. Des exemples importants de la diffusion

La lune n’est pas une source lumineuse ; nous la voyons luire dans le ciel par la diffusion de la lumière solaire qui frappe sa surface. Il en est de même pour les planètes du système solaire. Vénus, si brillante sur l’horizon, à l’aurore ou au crépuscule, ne nous renvoie, elle aussi que la lumière solaire.

I.1.5.2. Corps transparent, opaques et translucides

Les substances qui se laissent parfaitement traverser par la lumière sont dite transparentes.

Exemple : l’air, le verre, l’eau et autres.

Les substances qui arrêtent totalement la lumière sont dite opaques.

Exemple : le bois, l’acier ….

Entre ces deux catégories extrêmes, on trouve des corps qui absorbent plus ou moins la lumière suivant leur nature, leur couleur, leur épaisseur …, ce sont les corps translucides.

L’épaisseur de la substance traversée intervient beaucoup dans la transmission de la lumière. L’eau sous une épaisseur de quelques dizaine de mètres, devient opaque, par contre, une feuille d’or sans aucun trou mais d’épaisseur réduite à quelque millièmes de millimètre, laisse passer une lumière verte.

I.1.5.3. Propagation rectiligne de la lumière

a. Observation

Chacun de nous peut avoir observé un rais de lumière solaire pénétrant par une ouverture étroite dans une salle obscure .l’illumination des poussières contenues dans l’air permet aisément de reconnaître les limites de la région éclairée : ces limites sont rectilignes.

b. Principe

Pour expliquer les nombreuses observations et expériences de l’optique, les physiciens ont été amenés à formuler la proposition suivante :

« Dans un milieu homogène et transparent, de la lumière se propage en ligne droite ».

I.1.5.4. Rayons lumineux ; faisceaux lumineux

a. Rayons lumineux

Chaque point d’une source lumineuse envoie de la lumière dans toutes les directions selon des chemins rectilignes. Chacun de ces chemins correspond à un rayon d’onde. Dans le cas de la lumière, on l’appelle plus simplement rayon lumineux.







Fig. I.1. Rayons Lumineux d’une source

b. Faisceaux lumineux

Définition

Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons provenant d’une source de lumière.
On peut distinguer trois sortes de faisceaux lumineux ; les faisceaux parallèles, convergents et divergent .ils sont représentés sur les figures I.2. (a, b, c).








0 0


a b c

Fig. I.2 faisceaux lumineux
a) Faisceau parallèles : les rayons qui le composent sont parallèles.

b) Faisceau convergent : les rayons qui le composent se dirigent tous vers le
même point 0.

c) Faisceau Divergeant : les rayons qui le composent sont tous issus du même point 0

I.1.5.5. Célérité de la lumière

La lumière ne se propage pas instantanément d’un point à un autre, on donne à la vitesse de propagation des phénomènes lumineux le nom de célérité. La célérité de la lumière, toujours très grande, et dépend du milieu traversé.

Voici quelque exemple :

Dans le vide let pratique dans l’air) : 3.108 m/s
Dans l’eau : 2,3.108 m/s
Dans l’alcool : 2,2.108 m/s
Dans le verre : 2.0.108 m/s
Dans le benzène : 2,0.108 m/s






I.1.6. Réflexion de la lumière









I
M

Fig. I.3

I.1.6.1. Réflexion sur une surface plane

1. Expérience : normalement à un miroir réfléchissant plan, de trace MP, disposant un demi – cercle gradué, de centre I soit IN le rayon du cercle normal au plan du miroir .fig. I.3.
Envoyons sur I un rayon incident SI rasant la sur face du cercle ; I porte le nom de point d’incidence. La trace du rayon SI, apparaissant par diffusion sur le cercle gradué, permet de repérer sa direction par la mesure de l’angle î ou angle d’incidence.


1. En I la lumière se réfléchit suivant IR appelle rayon réfléchit, dont la trace se dessine dans le plan du cercle gradué .les rayons incident et réfléchit ; et la normale IN sont donc dans un même plan.


2. La direction du rayon réfléchi peut être déterminée par la mesure de l’angle Ṝ dit angles de réflexions. Quelque soit le rayon incident l’expérience ce montre que les angles d’incidence et de réfection sont égaux, les rayons incident et réfléchi étant de part et d’autre de la normale.





I.1.6.2. Lois de la réflexion

1° les plans d’incident et de réflexion sont confondus

2° les angles d’incidence et de réflexion sont égaux



i = r
(I.1)

I.1.7.1. Réfraction de la Lumière :




Fig. I.4







Définitions :

1. La réfraction est le brusque changement de direction que subit en générale un rayon lumineux en traversant la surface de séparation de deux milieux transparents.

2. Le rayon qui se propage dans le premier milieu et le rayon incident celui qui se propage dans le second milieu est dit réfracté.

3. La surface de la séparation des deux milieux est appelée dioptre.

1.1.7.1 Lois de la Réfraction

1° Loi : Les plans d’incidence et de réfraction sont confondus ; le rayon incident et rayon réfracté sont départ et d’autre de la normale au point d’incidence.
2° Loi : Pour un dioptre donné il est existe un rapport constant entre les sinus des angles d’incidence et de réfraction.


(n : indice de réfraction)
(I.2)

Dans ces conditions, nous admettons que la constante représente le rapport des célérités de la lumière (ou des longueurs d’ondes) dans les deux milieux traversés

(I.3)



i, λ1 et C1 sont mesurés dans le premier milieu ; t, λ 2 et C2 dans le second.

I.1.7.3 Indices de la réfraction

On trouve malaisé en optique, d’exprimer la loi de réfraction en fonction des célérités (valeurs trop élevées) ou des longueurs d’onde (valeur trop faibles). On préfère exprimer cette loi en fonction d’une grandeur plus simple qu’on appelle indice de la réfraction.

Par définition

L’indice de la réfaction, n1, d’un milieu transparent 1, est égal ou rapport de la célérité d’une onde lumière dans le vide, à celle de la même onde dans le milieu 1.


(I.4)


• Puisque, n1 est un rapport de deux vitesses, c’est un nombre sans unité.

Les indices de réfraction s’expriment sans unité.

• Comme C est toujours supérieur à C1, l’indice de réfraction d’un milieu transparent est toujours supérieur à 1.
• Chaque milieu transparent est donc caractérisé par son indice de réfraction pour une onde lumineuse donnée. En pratique, la célébrité C1 dans un milieu varie peu d’une onde lumineuse à une autre ; aussi, en première approximation peut-on considérer l’indice comme une constante pour un milieu donné.

Au tableau, vous trouverez la valeur de quelques indices de réfraction de milieu transparents courants.


SOLDES LIQUIDES GAZ (Conditions Normales)
Glace 1,31 Eau 1,33= 4/3 Hélium 1,000 036
Paraffine 1,43 Ethanol 1,36 Dioxygène 1,000 271
Verre 1,50 = 3/2
ordinaire Chloroforme 1,45 Air 1,000 293
Diamant 2,42 Bisulfure 1,63
de carbone Diazote 1,000 297

Tab. I.4



B) Loi de la réfraction en fonction des indices

La loi de la réfraction s’exprime par : Sin i = C1
Sin t C2


Divisons chaque terme du second membre par c, célérité de la lumière dans le vide ; il vient :

Sin i = C1/C = 1/n1 = n2
Sin t C2/C 1/n2 n1


n1 Sin i =n2 sin t (I.5)

C’est sous cette forme que nous retiendrons et utiliserons la loi de la réfraction en optique : elle est comme sous le nom de la loi de Descartes pour la réfraction. n1 et i correspondent au milieu 1; n2 et t au milieu 2.

I.2. ECLAIRAGE

I.2.1. Définition du mot éclairage

- L’éclairage est l’ensemble des moyens qui permettent à l’homme de doter son environnement des conditions de luminosité qu’il estime nécessaire à son activité ou son agrément.

L’éclairage est l’ensemble des techniques et des appareils ayant pour but de se produire une lumière artificielle.

Le résultat de l’éclairage est dit éclairement. La technique de l’éclairage a impose la définition d’un certain nombre de grandeurs caractéristiques des phénomènes mises en jeu, ainsi que des unités correspondantes.

I.2.2. Grandeurs Photométriques

I.2.2.1. Intensité Lumineuse (I)

L’intensité lumineuse d’une source mesure l’énergie rayonnée dans une direction donnée par cette source, à l’intérieur du spectre visible ; son unité est la Candela (Cd), qui équivaut à l’énergie lumineuse de 1/683 watt par stéradian. Le stéradian (Sr) est l’angle solide centré sur une sphère de rayon R, qui découpe sur elle une surface égale à R2.

Ǿ S
I = [cd] (I.6) Ω = [sr] (I.7)
Ω R2

Un angle solide est une portion d’espace intérieure à un cône de sommet A et s’appuyant sur une courbe fermée c.

C
Ω


A Fig. I.5

I.2.2.2. Flux Lumineux Ǿ

Le flux lumineux correspond à l’énergie lumineuse rayonnée dans un angle solide, par une source ponctuelle située à son sommet et d’intensité constante dans toutes les directions de l’angle solide. Son unité est le lumen (Lm) correspondant à une intensité constante de 1cd dans toutes les directions se situant à l’intérieur d’un angle solide de 1Sr.

Quantité totale de lumière (énergie) émise par une source en 1 seconde.

Q
Ǿ = [Lm] (I.8)
t
Exemples:

SHP 400W 55000Lm
SHP 250W 32000Lm
IM 70W 6500Lm
Fluo compacte 18W 1200Lm
Incandescence 60W 800Lm

Valeur dérive efficacité lumineuse d’une lampe (Lm/W)

I.2.2.3. Efficacité Lumineuse (K)

L’efficacité lumineuse d’une source est le quotient du flux lumineux global qu’elle émet en tous ses points par la puissance qu’elle absorbe son unité est le lumen/ watt (Lm/W)




K = [cd] (I.9)
P



180,0 – Efficacité lumineuse (LM/W)

160,0 –

140,0 –

120,0 –

100,0 –

80,0 –

60,0 –

40,0 –

20,0 –

0,0
Sources Fig. I.6

I.2.2.4. Excitance

D’une telle source correspond au flux global émis par l’ensemble de ses points, rapporte à sa surface réelle. Son unité est le lumen par mètre carre (Lm/m2).

T
M = [lm/m2] (I.10)
S

I.2.2.5. L’éclairement

L’éclairement d’un objet correspond à l’ensemble des flux lumineux qu’il intercepte, rapporte à la surface réelle qui est éclairée.
Son unité est le lux (LX) qui est égal à 1 L m/m², mais à laquelle on a donne un nom particulier pour différencier l’éclairement de l’excitance.


E = [Lux] (I.11)
S

Les éclairements se mesurent avec un luxmètre

Exemples :

Eclairement plein soleil 100 000 lux
Eclairement jour couvert 20 000 lux
Stage de football 1500 lux
Bureau 400 lux
Eclairage urbain 35 lux
Pleine lune 0,5 lux

I.2.2.6. Luminance

La luminance d’une source non ponctuelle, dans une direction détermine, est le quotient de son intensité dans cette direction par sa surface apparente. Son unité est la Candéla par mètre carre (Cd/m²)

I
L = [Cd/m2] (I.12)
Sapp Sapp. = S.cosӨ (m2)

Elle traduit l’impression lumineuse perçue par l’œil d’un observateur regardant un objet éclaire (au une surface).

Référence :

Neige ensoleillée 20 000 Cd/m²
Tunnel 50 Cd/m²
Voie routier 2 Cd/m²



I.2.2.7. Eblouissement

L’éblouissement est la perte momentanée de la vision due aux fortes luminances des objets ou luminaires dans le champ de vision de l’usager.
Valeur dérivée des calcule de luminance

Référence :

Autoroute : < 10%
Voie urbaine : < 15%
Seuil intolérable : > 40%

I.2.2.8. Contraste (de Luminance)

Le contraste est l’écart relatif de luminance entre un objet et le fond sur lequel il se présente.

 Si l’objet a une luminance plus faible : contraste négatif
 Si l’objet a une luminance plus forte : contraste positif
 Si l’objet a une luminance équivalente : contraste nul.

I.2.3. Eclairements Moyens en Service Recommandes
(D’après l’association française de l’éclairage)

CATEGORIES
EXEMPLES
LUX
CATEGORIES
EXEMPLES
LUX
Bâtiments agricoles -Poulaillers
-Etables, salles de
traite
-Couloirs d’alimentation
-Préparations des
aliments du bétail
-Laiterie 50
150

30

150

300 Mécanique générale -Machines outils et
établis, soudure
-Travail de pièce
moyennes
-Travail de petite pièce
-Travail très délicat ou
de très petites pièces 300

500

750
1000
à
2000
Industries alimentaires -Brassage
-Préparation
Chocolat brut
-Conditionnement
bouchées confiserie
-Conserveries, mise
Emboîte
-Laiteries
-Cuisson 300
150

500

500

300
300 Industries textiles -Cordage, étirage
-Bobinage
-Filage
-Tissage gros ou clair
-Tissage fin ou foncé
-Comparaison de
couleurs 300
300
500
500
750
1000
Industries céramiques -Fours
-Moulage, presses
-Vernissage
-Décoration 150
300
500
500 Industries du livre -Typographie
-Pupitre de composition
-Lithographie
-Reliure de livres 500
750
1000
500
Industries chimiques -Eclairage de
circulation
-Broyeurs, malaxeur
-Calandrage,
injection
-Fabrication des
pneus
-Salles de contrôle
-Laboratoires
-Comparaison de
couleurs 200

300
500

250

500
500
1000 Bureaux et locaux administratifs -Bureaux de travaux
généraux
-Dactylographie
-Salle des ordinateurs
-Salles de dessin, tables
-Bureaux paysages 500

500
500
1000

750
à
1000
Industrie du
cuir -Vernissage
-Couture
-comparaison de
couleurs 500
1000
1000 Industries du vêtement -Piqûre
-Contrôle final 1000
1000
Constructions électriques et électroniques -Montage l’appareil
de radio
-Travail de pièces
moyennes
-Travail de petites
pièces
-Travail très délicat
ou de très petites
pièces 750

500

750

1500
à
2000 Etablissement d’enseignement -Salles de classe
-Tableaux
-amphithéâtres
-laboratoires
-salles de dessin d’art
-bibliothèques, tables 300
500
300
500
500
500
Fonderie -Nettoyage
-Modelage Grossier
-Modelage fin
-Sablerie
-Fabrication des
noyaux 200
200
500
300
500 Salles de
spectacle -Foyers
-Amphithéâtres
-Salles du cinéma
-Salles des fêtes
150
100
50
300
Circulation -Couloirs, escaliers
selon les locaux
desservis 100
à
300 Espaces découverts -Entrées, cours, allées
-Docks, quais
-Stations service 30
75
300
Salles d’exposition -Salles publiques 500 Expositions particulièrement sensibles a
la lumière -Eclairage général 150
Habitations
(Eclairage Nécessaire pour les
différentes activités -Lecture
- Travail d’écolier
- Couture

- Chambre à coucher éclairage localisé
- Préparation
Culinaires
-Coin bricolage
(suivant activité) 300
500
500 à750
200

300

300 HÔTELS





STOCKAGE - Réception, halls
- Salles à manger
- Cuisines
- Chambres et
annexes
- Entrepôts 300
200
300


150

Tab. I.5

1.2.4. Le luminaire

C’est le nom de l’ensemble des systèmes permettant la diffusion de la lumière. Il est composé :

• D’une alimentation en énergie (câble, etc.) parfois complète par un système annexe (ballast ou transformateur) ;

• d’une fixation de la source (culot, etc.) ;
• d’un système de guide de lumière et /ou de réflexion (réflecteur, etc.).

Les luminaires actuels comportent en outre des systèmes de protection qui doivent être conformes à la réglementation (mise à la terre, etc.)

a. Formats

Au delà de l’esthétisme, un luminaire est aussi défini par les critères de la source :

• puissance de la lampe (certains luminaires n’acceptent qu’un modèle de lampe, d’une seule puissance) ;

• forme de la lampe et position de fonctionnement (par exemple certaines lampes à décharge ne fonctionnement pas à l’horizontale) ;

• modèle de douilles et culots.

b. Différentes familles de luminaires

• les apparents

- suspendus : lustre, projecteur ;
- sur pied : lampadaire, torchère ;
- en applique : applique, console, etc.

• les encastrés

- dans le plafond, souvent un faux plafond ;
- dans les murs ;
- au sol.
I.2.5. Les Usages de L’éclairage

a. Industriel

D’origine fonctionnelle, l’éclairage industriel doit répondre aux normes concernant l’éclairage des postes de travails. Ce type d’éclairage est spécifiquement adapte aux locaux où il est installé, ou les contraintes de volume, d’empoussièrement et de maintenance sont particulières. Dans les industries où sont effectuées des tâches de mécanique fine et de précision ainsi que les secteurs de l’électronique, des renforts d’éclairage sur les postes de travail sont installés.

L’éclairage utilisé dans les locaux industriels est générale de conception simple avec une recherche d’efficacité et de facilite d’emploi, munis de source peu consommatrice en énergie, de type fluo au sodium. Certains secteurs industriels (chimique notamment) nécessitent l’emploi de lampes adaptées. En fin certains processus industriels nécessitent l’emploi d’émissions lumineuses particulière type UR ou IR dans des procédés de :

 Durcissement /polymérisation des résines ;
 Accélération photochimique ;
 Chauffage et séchage de peinture ;
 Thermoformage des matières plastique ;
 Désinfection et stérilisation.

b. Commercial

A l’origine purement utilitaire, l’éclairage commercial est devenu un outil de mise en valeur et de vente.

c. De Bureau

Les lampes fluorescentes sont majoritairement employées dans les luminaires tertiaires bureau. Décrites à tort comme froides, les lampes fluorescentes permettent. Bien disposées, une excellente uniformité d’éclairement. Apparent, suspendu ou encastré, l’éclairage de bureau est souvent complète par des lampes d’appoint pour répondre au besoin de personnaliser la quantité et ou la qualité de l’éclairage sur chaque poste de travail.

d. Domestique

L’éclairage à une importance pour l’accroissement de l’activité humaine et pour la décoration des maisons. La chaleur des certains lampes ordinaires peuvent s’avérées importantes.

Cuisines, chambres, salle de bain, séjour, jardin….

e. Médical et Hospitalier

 L’éclairage des locaux est essentiellement utilitaire ;
 L’éclairage des salles d’opération, de certaines salles d’examens et de soins, ainsi que les salles de soins des cabinets dentaires et des prothésistes dentaires utilise des appareils d’éclairage adaptés (forts niveaux d’éclairage, contrôle des luminances, spectre des températures de couleur, etc.) ;

 Malgré les récentes recherches sur l’influence de la lumière dans les syndromes dépressifs, la luminothérapie est balbutiante.





f. Agriculture

1. L’agronomie

Certains pays se sont fait une spécialité de la culture sous serre avec température et éclairage contrôle afin d’accélérer les processus de maturation des plantes. Cette culture utilise des lampes émettant dans des longueurs d’ondes spécifiques aux plantes.

2. L’élevage

L’élevage intensif en batterie la volaille utilise l’éclairage pour accélérer la croissance en raccourcissant le cycle diurne/ nocturne.



g. Musée et galeries d’art

Depuis les années 1990, la fibre optique est utilisée pour véhiculer la lumière sur un trajet de quelques dizaines de centimètres depuis une source vers l’objet à mettre en valeur, permettant d’obtenir des éclairages ponctuels et discret, pouvant être élégamment intégré à une vitrine de présentation, et offrant l’avantage de rayonner très peut d’infrarouge, limitant ainsi le risque d’élévation de température à l’intérieur de la vitrine ; néfaste aux œuvres d’art.

h. Signalisation et Secours

Phare et balises, éclairage de secours.

i. Arts et Loisirs

L’éclairage joue un rôle primordial dans plusieurs activités artistiques, notamment en photographie, au cinéma, au théâtre et dans les spectacles ou il est partie prenante de la mise en scène. On parle alors de lumière artistique. Il peut d’ailleurs contribuer à l’identité visuelle d’une publicité ou d’une émission de télévision.
Certaines performances d’art moderne et des happenings sont aussi entièrement conçus à partir d’un éclairage original et sophistiqué.il sert parfois à mettre en valeur les monuments historiques ou les parcs et jardins, souvent dans le cadre d’un spectacle (son et lumière).
Dans tous ces cas, l’éclairage est assuré par des projecteurs de différents types en fonction des effets recherchés.

j. Eclairage Festif

L’éclairage festif vise d’abord le décor et l’ambiance du milieu.

Discothèque, concert, fêtes familiales entre amis…

k. Eclairage Scénographique

Il est l’aboutissement de tous autres principes d’éclairage et leur évolution logique c’est une approche conceptuelle sensible et technique qui est principalement reprise par trois professions :

 les éclairagistes ;
 le concepteur lumière ;
 le directeur de la photo ou chef opérateur.

l. Eclairage des voiries

Ce qui nous concerne.
Il se définit par une typologie qui comporte :
 .la typologie de la voirie (gabarie et caractéristique des bâtiments, trottoirs, arbres, chaussés, mesure de la circulation ; des commerces, des logements…) ;

 .la disposition spatial des points lumineux ;

 .les caractéristiques visuelles et techniques de tous les éléments de l’infrastructure : mâts ou consoles, liminaires, sources et miroirs, câbles, fixations, accessoires…) ;

 .des mesures de l’effet spatial selon des critères photométrique (mesure objectives et normes) et selon des appréciations subjectives (critères individuels sociaux et culturels) ;
 Un réseau d’alimentation, un système d’entretien un système de gestion ;

 Le coût d’investissement et d’exploitation du système et de son infrastructure en amont.

Chaque époque urbanistique de chaque ville peut être caractérisée par un « éclairage standard », entendu comme la typologie la plus répandue, la plus économique.

Exemples, dans les villes belges depuis les années 1970, l’éclairage standard représente :

- Une typologie adaptée à tous les types d’espaces : ruelles, rue, avenues, autoroutes… en jouant sur la hauteur d’accrochage, la puissance des sources, le nombre de point lumineux,…mais avec les mêmes caractéristique d’ensemble et dans un schéma photométrique, basé sur « la chaussée ».

- Des éclairage fixés tous les 30m sous les corniches des maisons des maisons ou sur mâts, en recherchant des hauteurs les plus élevées possible en général 9-12m dans les rues de ville ; 9m en compagne,9-15m sur les grandes voiries urbaines ou autoroutières ;

 La disposition en plan la plus économique est unilatérale, les quinconces, vis-à-vis ou alignement centraux à doubles feux sont requis pour des espaces (largeur entre alignement s de plus de 12m environ).

Des luminaires d’une coque portante opaque et d’une vasque transparente en général escamotable pour l’entretien du volume intérieur celui-ci comporte une source à décharge au sodium haute pression de 150w en moyenne (50 à 400w) centrée sur miroir « routier » (distribution favorisant l’uniformité en voirie) et les auxiliaires électriques.

La forme, la transparence et la texture de vasque influencent également la distribution de la lumière. La distribution lumineuse doit aussi tenir compte des ombres des mâts, consoles et accessoires (abat-jours,..). In fine, elle permet de mesurer les facteurs d’éblouissement.

I.2.6. Eclairage et environnement

L’impact de l’éclairage sur l’environnement n’est pas neutre.


A. Effets directs

- Lors de fabrication et du recyclage

Les lampes et tubes d’éclairage contiennent souvent des gaz rares et des métaux lourds particulièrement toxiques et écotoxiques (mercure en particulier, volatile et pouvant être sublime si les lampes sont cassées lors de la collecte ou de recyclable). L’éclairage public contribue aussi indirectement à l’effet de serre, générant environ 110g de CO2 par kWh consommé. Les législateurs congolais devaient obligées les vendeurs et fabricants à assurer le recyclage des lampes usagées, en fin de vie ou d’utilisation.

- Lors de l’utilisation

Lorsqu’il est mal conçu ou mal contrôlé, il peut être :

 Source de nuisances « lumière intrusive » : chez les riverains, grésillements gênant, gêne pour l’observation astronomique, la circulation ou la navigation aérienne à cause de phares, de lasers ou canons à lumière ;
 Source de risques et de dangers : par exemple de l’incendie, d’électrocution, d’accident suite à un éblouissement ou déclenchement de crises d’épilepsie sous certains éclairages stroboscopiques ;

 source de pollution lumineuse : avec des impacts immédiats ou différés pour l’environnement nocturne, notamment en troublant le rythme biologique de la faune et de flore.

b. Effet Indirects

Les dépenses d’énergies de l’éclairage, à 100%d’origine électrique, ont d’importantes conséquences environnementales de par leur mode de production. L’éclairage participe donc à l’émission e CO2, gaz à effet de serre et contribue au changement climatique.









CHAPITRE II. PRESENTATION DE L’AVENUE GAMBELA ET L’ECLAIRAGE PUBLIC

II.1. PRESNTATION DE L’AVENUE GAMBELA

II.1.0. INTRODUCTION

L’Avenue GAMBELA est l’une des grandes avenues que compte la commune de NGIRI-NGIRI. Voila pourquoi nous nous ferons l’agréable devoir de donner un aperçu de la commune de NGIRI-NGIRI avant de passer à la présentation de l’avenue GAMBELA proprement dit.

II.1.1. APERÇU DE LA COMMUNE DE NGIRI-NGIRI

La commune de NGIRI-NGIRI, figure parmi les 14 premiers communes de la ville de Léopoldville, à l’instar de GOMBE ; KINTAMBO ; KALAMU ; NGALIEMA ; LINGWALA ; BARUMBU ; KINSHASA ; LIMETE ; MATETE LEMBA ; N’DJILI ; KASA-VUBU et BANDALUNGWA. Crées par le décret royal du 20 mars 1957 fixant la dénomination et les délimitations territoriales de chaque commune y compris des zones annexes dont : MONT-NGAFULA, MALUKU ET N’SELE.

Par arrêté du gouverneur général, Léon pétillons n°021/429 du 12 octobre 1957, BEFORI ancien quartier dans le lotissement, nouvelle cité sera découpé en commune urbaine dénommée commune de NGIRI-NGIRI et fut administrée par le premier bourgmestre à la tête de la dite commune, feux Gaston DIOMI NDONGALA, issu des municipales de 1957.

Il est à noter que les zones annexes susmentionnées ont donnée naissance aux 10 nouvelles communes qui se sont ajoutées aux 14 anciennes pour faire un total de 24 communes de la ville de Kinshasa et ce jusqu'à ce jour. Il s’agit des communes ci-après : SELEMBAO, BUMBU, MAKALA, KINSESO, NGABA, MONT-NGAFULA, KIMBANSEKE, MASINA, N’SELE et MALUKU.

Il y a lieu aussi de souligner qu’en date du 12/10/2007 sous l’impulsion du bourgmestre TSHIAMALA KALALA GHYZA, la commune de Ngiri-Ngiri avait fêté ses 50 ans d’existence « jubilaire »placée sous le patronage de son excellence monsieur le gouverneur de la ville de Kinshasa, représente par le ministre de la population, sécurité et décentralisation.

II.1.2. ORIGINE DU NOM GAMBELA

GAMBELA est une division administrative (territoire) en Éthiopie. Pendant la seconde guerre mondiale (1940-1945) nos anciens soldats de la force publique sont allées combattre en Ethiopie et ils ont conquis de territoires tels que ASSOSSA ; BIRMANIE ; GAMBELA et SAIO ; c’est la raison pour la quelle certaines des avenues ; quartiers et marchés portent le nom de ces territoires en l’honneur et mémoire de tout ces héros

II.1.3. PARTICULARITES DE L’AVENUE GAMBELA

L’avenue GAMBELA est une avenue qui traverse 3 communes de la ville de Kinshasa ; Nous citons KASA-VUBU ; NGIRI-NGIRI et BUMBU, elle est bornée par l’avenue de l’enseignement dans la commune de KASA-VUBU et la rue LUYEYE à la commune de BUMBU.

Elle est l’une de grande entrée de la commune Ngiri-Ngiri partant du nord de la ville ou centre ville (Cfr. Cartographie), qui permet la circulation de personnes et de leurs biens. Dans la municipalité, la majorité, des écoles publiques sont situées sur l’avenue Ngiri-Ngiri et la maison sur la rue kola cette dernière est l’une des voies d’accès. L’avenue est souvent sollicitée, pour se rendre au marché GAMBELA sur la même avenue dans la commune de KASA-VUBU qui est un point d’alimentation de diverses denrées.

Dans le cadre du programme de la reconstruction du pays (5chantiers), l’avenue qui est une artère à deux sens, est en réhabilitation depuis février 2009, dans son tronçon compris entre l’avenue KASA-VUBU et la rue kola.

Dans les lignes qui suivent nous donnerons les caractéristiques de l’avenue.


II.1.4. ETENDUE DE L’ARTERE

Coupe transversale

Espace réservé
Pour les canalisations
(Câbles, tuyaux,…)


Caniveau


Trottoir

Bordure






Chaussée









Trottoir


Caniveau


Espace réservé
Pour les canalisations
(Câbles, tuyaux,…)

II.1.5. CLIN D’ŒIL SUR NGIRI-NGIRI

Ngiri-Ngiri est l’une des 24 communes de la ville province de Kinshasa située au nord, dans le district de la FUNA. Départ et d’autre de la commune de Ngiri-Ngiri se trouvent 4 Communes situées de la manière suivante :

 Commune de KALAMU à l’est ;
 Commune de BANDALUNGWA à l’ouest ;
 Commune de KASA – VUBU au nord ;
 Et la commune de BUMBU au sud.

La commune de Ngiri-Ngiri est séparée des 4 communes susmentionnées KALAMU, BANDALUNWA, KASA-VUBU et BUMBU respectivement, part les avenues et la rue suivantes :

 Av. ELENGESA ;
 Av. DE LA LIBERATION (ex .24. Novembre) ;
 Av. KASA – VUBU ;
 Rue KWILU.

La commune de NGIRI-NGIRI est subdivisée en 8 quartiers administratifs et un quartier flottant le marché BAYAKA

1) ASSOSSA 2) DIANGENDA 3) DIOMI 4) ELENGESA
5) 24 NOVEMBRE 6) KARTHOUM 7) PETIT – PETIT 8) SAIO

II.1.5.1. POPULATION

Suivant les résultats du récemment démographique de la population pour l’exercice 2007, la population de la commune de NGIRI-NGIRI est estimée à 99.292 habitants Dont 92.408 nationaux et 6884 étrangers.

II.1.5.2. SUPERFICIE

La superficie de la commune de Ngiri – Ngiri est de 3,5 km2.
II.1.5.3. DENSITE

La densité de la commune de NGIRI-NGIRI est de 28369 habitants par km2.

II.1.5.4. ASPECT SOCIO – CULTUREL

Les Bakongo et les BAYAKA en général sont les tribus majoritaires par rapport aux autres tribus vivant dans la commune de NGIRI-NGIRI.

II.1.5.5. ASPECT ECONOMIQUE

Les principales activités économiques qui s’exercent dans la commune de NGIRI-NGIRI sont entre autres : le commerce général, les petits commerces de détail, le commerce en gros, la pratique de la culture maraîchère s’effectue dans l’enceinte des écoles publiques et de la maison communale par des mamans maraîchères.





















II.1.6. LA CARTOGRAPHIE

Commune de KASA-VUBU

AV. KASA-VUBU





AV. NDJOMBO




AV. MAKANZA




AV. NIANGARA



AV. MOVENDA



AV. NGIRI-NGIRI


RUE. KOLA






RUE KWILU
COMMUNE DE BUMBU Fig. II.2

II.2. L’ECLAIRAGE PUBLIQUE

Une installation d’éclairage s’appuie sur les 3 grands principes.

 1) Les configurations d éclairage
 2) La lumière émise (source lumineuse)
 3) Les matériels d’éclaire

II.2.1. LA CONFIGURATION D’ECLAIRAGE

II.2.1.1 Sur Voiries

IMPLANTATION TYPE

Bilatérale

Unilatérale Vis-à-vis Quinconce Rétro bilatérale Axiale
dos à dos



e e e


ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ





h h h h h
≥1 ≥ 1/2 ≥1 ≥1 ≥1
ℓ ℓ ℓ ℓ ℓ

e = 3 à 3,5 h e = 3 à 3,5 h e = 3 à 3,5 h e = 3 à 3,5 h e = 3 à 3,5 h



a. Implantation Unilatérale

Avantages : - Investissement limité (une seule rangée de mâts) ;
- Encombrement limité d’un seul Trottoir.

Inconvénients : - Adaptée aux chaussées de largeur limitée
- Uniformités de luminance réduite cotée opposée.

Utilisation : - Voiries urbaines ;
- Cheminement piétons ;
- Pistes cyclables.

b. Implantation bilatérale en vis-à-vis

Avantages : - Adaptée aux chaussées de largeur importante ;
- Recouvrement des flux lumineux à l’axe ;
- Limitation possible de haute de feu;
- Eclairement identique de chaque cote ;
- Bien adoptée aux chaussées doubles.

Inconvénients : - Investissement plus important (deux rangées de mâts) ;
- Encombrement des 2 trottoirs.

Utilisation : - Voiries urbaines larges.

c. Implantation bilatérale en quinconce

Avantages : - Adaptée aux chaussées de largeur plus importante ;
- Limitation possible de la hauteur de feu ;
- Eclairement identique de chaque côté.

Inconvénients : - Investissement plus important (deux rangées de mâts) ;
- Encombrement des 2 trottoirs et des réseaux ;
- Uniformités de luminance plus complexes à obtenir.

Utilisation : - Voiries de dessertes ;
- Cheminement piétons ;
- Pistes cyclables ;
- Parcs et jardins.


d. Implantation Axiale

Avantages : - Investissement limité (une seule rangée de mâts) ;
- pas d’encombrement des trottoirs ;
- bien adoptée aux chaussée double ou rues étroites
(Candélabres dans l’axe) ;
- hauteur limitée si rues étroite.

Inconvénients : - Uniformités de luminance réduite cote opposée ;
- Maintenance difficile ci chaussées doubles.

Utilisation : - Voiries urbaines importantes ;
- Voiries mixtes.

II.2.1.2. Espaces publics







Agencement structuré Agencement
Aléatoire

Le choix des implantations et fonction essentiellement :

 de la largeur à éclaires et donc des hauteurs de feu ;
 de la configuration des voiries (trottoirs, piste cyclables, couloirs bus …) ;
 des aménagements (plantation, mobilier urbain …) ;
 des réseaux souterrains existants ;
 de l’image diurne souhaitée (perspective de la rue – encombrement ….) ;
 de l’ambiance nocturne escomptée.


Ce choix conditionne la configuration de la lumière :

 Avancée (saillie) ;
 Inclinaison (0° à 15°) ;
 Hauteur de feu : - Voiries : 6 à 10m selon la largeur à éclairer
(L = h à 1, 5h)
- Espaces publics : h = 3, 5m à 6m

 Inter distances entre points lumineux

e = 4 à 4,5 h (optiques « routières »)
e = 3 à 3,5 h (optiques « urbaines »)
e = 4 à 5 h (liminaires architecturaux)

II. 2. 1. 3. Les modes d’éclairage

- Eclairage direct (+ fréquent) ;
- Eclairage indirect ;
- Eclairage diffus ;
- Eclairage orienté ;
- Eclairage mixte ;
- Eclairage filtré.

a. Eclairage direct

La lumière est directement projetée sur une surface à éclairer, la lumière du soleil par temps clair, les projecteurs, les candélabres de rue produisent un rayonnement lumineux direct. Les ombres portés sur le sol sont nettes et précises.

b. Eclairage indirect

Le rayonnement lumineux est réfléchi une première fois sur un autre plan avant de parvenir à la surface à éclairer.

Cette lumière assure un bon confort visuel dans les zones piétonnes. Car les lampes sont invisibles. Les ombres produisent sont ici floués et imprécises.
c. Eclairage diffus

Les rayons lumineux sont transmis à travers un matériau translucide, la géométrie de la source lumineuse n’est pas visible. Cet éclairage est caractéristique d’un ciel couvert sans soleil.
L’éclairage diffus permet de gommer ou d’adoucir les ombres.

d. Eclairage orienté

L’adjonction d’un bouclier ou d’une grille paralume limitant la propagation de la lumière ou de l’éblouissement opère une sélection des rayons de lumière émis par la lampe. Cette maîtrise optimale des directions du flux lumineux est particulièrement importante au milieu urbain et périurbain.

II. 2. 2. LA LUMIERE EMISE (SOURCE LUMINEUSE)

II. 2. 2. 1. Objectifs

- Restitution la plus familière des couleurs / référence diurne ;
- Assurer les éclairages nécessaires à l’exécution des tâches nocturnes identifiées ;
- Perception potentiellement renforcée des usages vulnérables ;
- Signalement de points singuliers par des lumières différentes ;
- Participation à une lecture nocturne urbaine de l’espace ;
- Prendre en compte tous les usages (y déficient visuels) ;
- Cohérence de traitement de l’infrastructure avec les abords.

II. 2. 2. 2. Nature de la lumière émise

- Indice de rendu des couleurs ;
- Température de lumière ;
- Courbe énergétique spectrale.

a. L’Indice de rendu de couleur

Définition : Indice sur une échelle de 1 à 100 exprimant la faculté d’une source lumineuse à restituer correctement les couleurs des objets éclairés.

Référence : Lumière solaire : IRC = 100

En aménagement urbain, il est recommandé d’utiliser des sources d’IRC >65.


Types de sources

Valeurs de l’IRC

Ballon fluo 50 à 70
Sodium basse pression Monochromatique
(jaune – orange)
Sodium haute pression 25
Sodium blanc 80
Iodures métalliques 90
Tubes fluorescents >85
Fluo compacte 85
Induction >80
Halogène /
incandescence 10
Tab. II.1
b. La température de lumière

Définition : La température de couleur (T°) d’une source lumineuse est la « couleur apparente » de cette source, mesurée en degré Kelvin (K°). 3000°K
Teintes chaudes Teintes froides



Quelques exemples :

- Filament Tungstène de la lampe à incandescence : 2500°K ;
- Flash appareil photo : 4280°K ;
- Lumière du soleil : 6000°K (Zénith).
c. La courbe énergétique spectrale

- La courbe spectrale permet d’affiner au mieux le rendu des couleurs d’un matériau ou d’un espace donné.


Exemple :

Une source de lumière « jaune » dont la courbe spectrale est riche en radiations jaune – orangées (ex : SHP) ne pourra valoriser les matériaux à dominantes bleues ou vertes. Ils apparaîtront plutôt gris ou noir avec cet illuminant.

Exemple : la référence de la lumière solaire : spectre continu est très étalé, légère augmentation dans les ondes vertes.

II. 2. 2.3. Les familles des sources

II. 2. 2. 3.1. Tableau des Principales caractéristiques des lampes d’éclairage extérieur

Type de
Lampe

Caractéristique Vapeur de sodium haute pression Vapeur de mercure à ballon fluorescent Vapeur sodium basse pression Iodures métalliques Fluorescent Induction Tungstène halogène Diodes électroluminescentes
Brûleur quartz Brûleur céramique
Efficacité lumineuse (Lm-1) 47 – 150 32 – 60 98 – 198 54 – 120 86 – 95 55 – 104 60 – 80 15 – 28 5 – 10
Durée de vie économique (h) 6000 – 12000 8000 – 12000 12000 – 14000 4000 – 8000 4000 – 8000 6000 – 12000
60000 2000 >60000
Température de couleur (°K) Standard
flux élevé
2000 Standard
3900 - 4300 Non

Significatif 3700 – 6100 3000 – 4200 2700 – 6500 2700 – 4000 2900 – 3200 Couleurs : non significatif
Blanches :
Environ 6500

IRC
Amélioré
2200 – 2500
IRC
Amélioré
3300 – 3500
Indice de rendu des
(IRC) Standard flux élevé
20
Standard
33 – 60 Non significatif 65 – 93 80 – 93 60 – 98 80 100 Couleurs : non significatif
Blanches :
Environ 6500

IRC
Amélioré
65 - 80 IRC
Amélioré
47 – 60
Appareillage
Auxiliaire Ballast + amorceur ou ballast électronique Ballast Ballast + amorceur ou
ballast électronique Ballast + amorceur ou ballast électronique Ballast + amorceur ou ballast électronique Ballast + amorceur ou ballast électronique Générateur
HF Aucun ou transformateur (TBTS) Transformateur
Mise en régime (min) 2 à 4 3 à 5 15 5 à 7 5 à 7 Quasi instantanée Instantanée Instantanée Instantanée
Rallumage à chaud
(immédiat après extinction) Oui ou avec dispositif spécial Non Oui, avec dispositif spécial lampes à deux culots Non, sauf dispositif spécial Non, sauf dispositif spécial Oui Oui Oui Oui
Domaines d’utilisation Urbain
Routier
Autoroute
Grands espaces
Illuminations Parcs et jardins
Illuminations Routier
Tunnel
Passage inférieur
Balisage
illuminations
Parcs et jardins
Illuminations lotissements Parcs et jardins
Illuminations
Eclairage de prestige Tunnel
Passage inférieur
Ponts
Eclairage décoratif Urbain
Ambiance pietonner Déconseillée en éclairage public
Eclairage de prestige
Illuminations
Eclairage de secours Balisage
Parcs et jardins
Illuminations
signalisation

Tab. II.2
(D’après les recommandations relatives à l’éclairage des voies publiques de l’AFE)


II. 2. 3. Les matériels d’éclairage

En aménagement urbain, le « catalogue » des matérielles lumières est plus large qu’en éclairage routier (fonctionne).

 Les luminaires urbains :

- sur mâts ;
- en consol sur façade ;
- sur caténaires.

Utilisation :
- Voiries urbaines ;
- Voiries – Places ;
- Espaces publics.

 Les projecteurs ;

- Encastrés ;
- sur mâts ou en console ;
- immergeables.

Utilisation :

- cheminement piétons ;
- Eclairage « rasant » ;
- Scénographes.

 Les bornes lumineuses ;

Utilisation :
- Cheminement piétons ;
- Délimitation d’espaces ;
- Scénographies

 Les applications ;
 Les plots à diodes.

Utilisation :
- Balisage des circulations ;
- Cheminements Scénographies ;
- Illuminations patrimoniales.

 Les innovations récentes

- Luminaires EP à LEDS ;
- Luminaires EP énergie solaire ;
- Luminaires EP énergie solaire + éolien.





























CHAPITRE III. DIMENSIONNEMENT ET CHOIX DES EQUIPEMENTS
ELECTROMECANIQUE DE L’ECLAIRAGE PUBLIC

Dans ce chapitre nous allons exploiter les données de base et le support théorique pour le dimensionnement et le choix des équipements.

III.1. LES NORMES EN ECLAIRAGE PUBLIC

La norme est une spécification technique approuvée par un organisme reconnu à activité normative pour une application répétitive et continue dont l’observation n’est pas obligatoire.
Pour l’éclairage nous avons les organismes ci-après : le CEN, la CIE.

CEN : Le Comité Européen de Normalisation
CIE : La Commission Internationale de l’Eclairage

Les normes en éclairage sont établies par des experts de l’ensemble de filière. Elles donnent les critères d’exigences que doivent atteindre les installations d’éclairage pour que les conditions de performances et de confort visuel des usagers soient établies suivant des conditions optimales de sante, de sécurité, d’efficacité ergonomique et de productivité au travail.
Fondées sur l’expérience actuelle et les recherches en matière de visibilité les normes en éclairage sont un compromis entre les règles de l’art, les capacités technique des équipements et les contraintes économiques du moment. Les bénéfices et les avantages de la normalisation sont recueillis par l’ensemble des acteurs économiques de l’éclairage. L’Utilité des normes en éclairage s’exprime :

• Pour le maitre d’ouvrage et le gestionnaire, en termes de conditions de travail et de productivité satisfaisantes et de couts d’exploitation optimisés ;

• Pour le bureau d’étude, en termes de paramètres techniques et mise en œuvre de solutions permettant de prescrire des installations de qualité ;

• Pour les constructeurs, en termes de qualification des performances économiques et photométriques des équipements d’éclairage et de promotion de nouvelles solutions techniques.

« Sans norme, il ne peut y avoir ni qualité ni sécurité »

III.2. DONNEES DE BASES POUR LE SITE

Le tronçon de l’avenue GAMBELA que nous voudrions éclairer, présente les données bases ci-après :

• La longueur de la chaussée Lc : 1000 m ;
• La largeur de la chaussée ℓc : 14 m ;
• La largeur de l’avenue ℓa : 26 m.

III.3. LA HAUTEUR DE FEU ET INTERS-DISTANCES

En vertu du point II.2.1.2. Où nous tirons la formule
ℓ = h à 1,5 h, en tirant h, nous avons h = ℓ / 1 à 1.5

h = ℓ / 1= 14 / 1= 14 m
h = ℓ / 1,5 = 14 / 1,5 = 9.33 m

Pour le coefficient de 1.4, h = ℓ /1.4 = 10 m, nous optons pour une hauteur de feu de 10 m.

Les inters distances entre points limoneux :

e = 4 à 4.5 (optiques « routières »).

E = 4 h = 4 x 10 = 40 m
E = 4.5 h = 4.5 x 10 = 45 m,

Nous adoptons une portée de 40 m entre les points lumineux.

III.4. LA CONFIGURATION DE L’ECLAIRAGE

En se référant au point II.2.1.1. Qui nous donne les conditions d’implantions des points lumineux :

h/ℓ  1 et h/ℓ  1/ 2
Pour notre cas nous avons une hauteur de 10m et une largeur de 14 m.
h/ℓ = 10/14 = 0,71 ; donc h/ℓ  1/2, ce qui nous donne une implantation bilatérale vis-à-vis.

III.5. CALCUL PHOTOMETRIQUE ET ELECTRIQUE

- nombre de poteau

Np = L/e = 1000/ 40 +1 = 26 poteaux

L’implantation étant bilatérale vis-à-vis, nous aurons 52 poteaux

- Nombre de cabine d’alimentation

Le nombre de poteau pour une cabine est 26

Npc = 26

Ncab = Nbre poteau /26 = 52/ 26 = 2

Nous aurons 2 cabines d’alimentation.

Caractéristiques des cabines choisies

Cabine GAMBELA

Sous- station : SENDWE
Feeder : F271
Nbre de TFO : 2
Type : Maçonnerie


TFO I

Sn : 630 kVA
Un : 6.6/ 0.4 kV
In : 55.11/ 909.33 A
Nbre de départ : 3
Taux de charge : 70 %
TFO II

Sn : 630 kVA
Un : 6.6/ 0.4 kV
In : 55.11/ 909.33 A
Nbre de départ : 3
Taux de départ : 61 %


Cabine LOKOLENGE

Sous- station : SENDWE
Feeder : F271
Nbre de TFO : 2
Type : Maçonnerie


TFO I

Sn : 630 kVA
Un : 6.6/ 0.4 kV
In : 55.11/ 909.33 A
Nbre de départ : 4
Taux de charge : 75 %

TFO II

Sn : 630 kVA
Un : 6.6/ 0.4 kV
In : 55.11/ 909.33 A
Nbre de départ : 4
Taux de départ : 72 %


Calcul du flux lumineux

S : Surface = L x ℓ = 40 x 14 = 560 m²

 = S x E = 560 (30 à 140) = 16800 à 78400 Lm

En vertu du point III.9.2. de la lampe à vapeur du sodium haute pression nous optons pour le type SON-T 250 W qui a un flux lumineux de 28.000 Lm, qui est dans l’intervalle de la valeur calculer ci-haut


Calcul de l’intensité lumineuse

E = I Cos (Lois de cosinus) 
h2
h M
Calcul de l’angle incident

Théorème de Pythagore 0 ℓ B

Fig. III.1
M = √(OB)2+ (OA)2 = √(14)2+(10)2 = √196+100

M = √296 = 17,2 m

L’angle incident

Cos  = OB = 14 = 0, 81
M 17, 2

 = 35, 9°

I= E x h2 = 50 x 102 = 5000 = 6172,83 Cd
Cos  0,81 0,81

- Lampe (SON-T 250W, voir tableau)

• Puissance : 250W ;
• Tension : 240V ;
• Courant : 3.00A ;
• Flux lumineux : 28000 Lm ;
• Efficacité lumineuse : 112 Lm/W ;
• Température de couleur : 2000°K ;
• Indice de rendu de couleur : 25.

III. 6. Puissance totale de l’installation

- Puissance unitaire : Punit. = 250 W
- Nombre de Luminaire :52
-
- Ptot =Punit x nbre=250 x 52 = 13000W
= 13 kW

Intensité du courant totale de l’installation

Intensité du courant unitaire : Iunit = 3A

Itot = Iunit x Nbre luminaire = 3 x 52= 156A

Répartition de charge par cabine

Comme nous avons 2 cabines et que le nombre de luminaire par cabine est de 26 luminaires : Nous allons repartir de la manière suivante :


- Cabine GAMBELA : 26 luminaires
- Cabine LOKOLENGE : 26 luminaires

a) Cabine GAMBELA

Ptot = Nbre luminaire x Punit = 26 x 250 = 6500W
= 6,5Kw

Itot = Nbre luminaire x Iunit = 26 x 3 = 78A

S = I /D = 78/4 = 19,5 mm2 S≈ 25mm2 Cu

D = 4A/mm2

b) Cabine LOKOLENGE

Ptot = Nbre luminaire x Punit = 26 x 250 = 6500W
= 6,5kW
Itot = nbre luminaire x Iunit = 26 x 3 = 78A

S = I/D = 78/4 = 19,5mm2

S ≈ 25mm2 Cu

NB : Dans chacune de cabine sera crée un départ d’éclairage public jusqu’au PS d’éclairage public avec un câble de la section 50mm2 Cu.


III.7. LE POTEAU D’ECLAIRAGE PUBLIC

a. Définition

Le poteau d’éclairage public est une longue pièce en matériau solide (bois, métal, ciment, etc.), d’assez forte section, fichée verticalement en terre. On l’appelle aussi candélabre, mât, ou support.









b. Différent types de poteau


Matériaux Utilisés
Avantages
Inconvénients


BOIS
- Léger
- Transport, montage facile
- Moins Couteux
- Résistance mécanique faible
- Nécessite une surveillance
Et un entretien constant
- Durée de vie limitée (30 ans)


Béton Armé
- Résistance Mécanique
élevé
- Pas d’entretien
- Lourd, manutention difficile, nécessité une main d’œuvre importante pour la mise en place
- prix assez élevé


Acier
- Très grande résistances mécanique
- Montage et transport
facile
- Entretien périodique assez coûteux
- Prix élevé

Fibre
- Très léger
- Facile à transporter

- Peu résistant


Tab. III.1










c. Le poteau d’acier


Type



m


mm


mm


mm

Qualité
d’acier
Schéma T1
daN
10L10 10 225 100 3 121 S235JR 1 270
9A10 9 235 100 3 112 S235JR 1 330
10A10 10 250 100 3 130 S235JR 1 331
9B14 9 275 140 3 139 S235JR 1 442
10B14 10 290 140 3 150 S235JR 1 445
12B14 12 260 140 3 180 S355JO 2 461
9C15 9 285 150 3 147 S355JO 1 662
10C15 10 300 150 3 168 S355JO 1 683
12C15 12 300 150 3.5 234 S355JO 2 671
9D15 9 290 150 3.5 171 S355JO 1 877
10D15 10 310 150 3.5 199 S355JO 1 878
12D15 12 335 150 3.5 235 S355JO 2 882
9E15 9 360 150 3.5 199 S355JO 1 1320
10E15 10 380 150 3.5 230 S355JO 1 1320
12E17 12 425 170 3.5 331 S355JO 2 1325
9F15 9 385 150 4 237 S355JO 1 1763
10F15 10 410 150 4 275 S355JO 1 1763
12F15 12 455 170 4 371 S355JO 2 1767
10G24 10 475 240 4.5 397 S355JO 2 2655
12G24 12 525 240 4.5 509 S355JO 2 2658
12H24 12 620 240 6 752 S355JO 2 5012

Tab. III.2

Dimension et caractéristiques (d’après PALICAMPION)

T1 : test de tirant d’eau appliquée à une distance de 10 cm de haute colonne.







































Fig. III. 2

- le poteau d’acier à une crosse
















Fig. III. 3

- le poteau d’acier à double crosse




dessin










Fig.III.

III.7.1. LES SCHEMAS DES LIAISONS A LA TERRE

a. Identification des schémas de liaisons à la terre

Première lettre :

Situation du neutre par rapport à la terre

T : Liaison directe du neutre à la terre
I : Absence de liaison du neutre à la terre, ou liaison par
l’intermédiaire d’une impédance.

Deuxième lettre

Situation des masses de l’installation

T : liaison du neutre à la terre
N : liaison des masses au neutre

b. Schéma TT

- Le neutre a un point relié directement à la terre les masses de l’installation électrique étant reliées des prises électriquement distinctes de la prise de terre de l’alimentation ;

- La protection contre les contacts indirects doit être assurée par un ou plusieurs dispositifs différentiels.

1. Installation en schéma TT








(Fig.)


Chaque candélabre se raccordé à un conducteur d’équipotentialité en câble de cuivre nu de 25 mm².

N.B : les conducteurs actifs ne sont pas représentés.

III.8. LES CABLES ELECTRIQUES BASSE TENSION

a. Définitions

Les câbles et conducteurs assurent les liaisons électriques entre les différents organes d’un circuit. Un câble électrique comprend toujours une partie active métallique (âme conductrice) dont le rôle est de conduire le courant électrique et une ou plusieurs couches concentriques de matériaux isolants et protecteurs.

b. L’âme conductrice

C’est la partie métallique parcourue par le courant. Elle est en cuivre, en aluminium ou en alliage d’aluminium. Elle peut être massive, rigide, souple ou même extra- souple (câble de soudure).

c. Les Conducteurs

Ce sont les éléments composés d’une âme et de son enveloppe isolante.

c. Le câble

C’est un ensemble comportant plusieurs conducteurs électriquement distincts et mécaniquement solidaires.

III.8.1. Les sections des conducteurs

Les sections des conducteurs sont normalisées dans les valeurs suivantes : 0.5mm² ; 0.75mm² ; 1mm² ; 1.5mm² ; 2.5mm² ; 4mm² ; 6mm² ; 10mm² ; 16mm² ; 25mm² ; 35mm² ; 50mm² ; 70mm² ; 95mm² ;120mm² ;150mm2 ;185mm2 ;240mm2 ;300mm2 ; 400mm² ; 500mm² ; 630mm² ; 800mm² ; 1000mm².

L’âme conductrice peut être ronde massive pour des sections intérieures à 4 mm². Pour toutes les sections l’âme conductrice peut être ronde câblée.

III.8.2 La dénomination des conducteurs et câbles

La dénomination des câbles est déterminée d’après la spécification normalisée et non en fonction des conditions d’emploi. Elle signale si le type fait l’objet d’une norme de la classe électrique, de la classe marine ou seulement d’une classe U.T.E.

Il existe deux types de dénomination actuellement en vigueur :

- l’ancienne dénomination norme française (UTE), câbles commençant par la lettre U ;
- la nouvelle dénomination norme européenne (CENELEC), câbles commençant par la lettre H.

Mais cela n’empêche pas l’existence d’anciens câbles de types nationaux reconnus, câbles commençant par la lettre A, et l’existence de câbles de types nationaux avec la désignation internationale, câbles commençant par les lettres FRN. Nous donnons ci-dessous quelques exemples de dénomination de conducteurs.

U 1000 ARVFV 3 x 50 + 35 mm²

Câble industriel aluminium rigide 1000 V, isolant PRC, revêtement d’assemblage PVC, 2 feuillards acier, gaine extérieur PVC noir, 3 conducteurs de 50mm² + 1 conducteur de 35 mm².

H 07 RN-F5 x 2.5 mm²

Câble industriel souple 750 V, isolant caoutchouc, gaine polychloroprène, 5 conducteurs de 2,5 mm2.

U 1000 R02V 19 x 1,5 mm2

Câble industriel rigide 1000V, isolant PRC, gaine PVC noir, 19 conducteurs de 1,5 mm2

H 05 VV – F 3 x 2,5 mm2

Câble destiné à l’alimentation de petits appareils mobiles, 500 V, isolant PVC, gaine PVC grise, 3 conducteurs de 2,5 mm2.

Mais il existe bien d’autres sortes des câbles électriques ayant d’autres dénominations :

- Les Câbles chauffants ;
- Les Câbles souples pour ascenseurs ou robots ;
- Les Câbles souples de soudure ;
- Les Câbles coaxiaux ;
- Les Câbles d’instrumentation ;
- Les Câbles de sécurité d’incendie résistant au feu ;
- Les Câbles pour réseau locaux ;
- Les Câbles électroniques et informatiques ;
- Les Câbles téléphonique.























































Tab. III. 3

III.8.3 LES TRANCHEES D’ECLAIRAGE PUBLIC

 Constitution de la tranchée :

- fourreau posé sur 0.10 m de sable
- largeur de tranchée = Ǿ du fourreau + 2 x 0.15 m + 0.20 m entre fourreaux si plusieurs Ǿ
- largeur tranchée au minimum = 0.40 m

 Hauteur de remblaiement

- 0.80 m sous trottoir ;
- 1.00 m sous chaussé








Un dispositif avertisseur rouge sera installé à 0.20 m minimum au dessus des conduits.

Fig. III. 6

III.8.4. LES CHAMBRES DE TIRAGE

Fonction : faciliter le tirage des câbles et les opérations de maintenance.

Position :

- aux changements de direction quand l’angle dépasse la courbure autorisé du câble ;
- tous les 80 m environ en alignement droit ;
- départ et d’autre d’ouvrages d’art, de traversées de chaussée…
Le câble dans la chambre de tirage est « love » pour éviter les efforts de traction permanents et anticiper les dérivations futures.



Fig.
Fig. III. 7

III.9. LAMPE A DECHARGE

a. Par définition

Une lampe à décharge est une lampe électrique constituée d’un tube ou d’une ampoule en verre remplie de gaz ou de vapeur métallique, sous haute ou basse pression, au travers duquel on fait passer un courent électrique il s’ensuit une production de photons donc de lumière.

La couleur de la lumière émise par luminescence, par ces lampes dépend du gaz utilisé :

• Le néon donne une couleur rouge ;
• Le mercure s’approche du bleu tout en produisant une quantité d’ultraviolet importante ;
• Sodium rayonne dans le jaune. Souvent on le mélanger avec du néon pour rendre la lumière Orangée ;
• Le xénon (récemment employé pour l’éclairage des automobiles) est le gaz qui permet de s’approche le plus possible du blanc pur.

b. Principe de fonctionnement

Les molécules du gaz métallique utilisé ont la faculté de pouvoir s’ioniser lorsqu’elles sont soumises à la différence de potentiel créée entre les électrodes situées de chaque côté de la lampe. Les électrons libérés sont attirés par l’électrode positive nommé cathode, et les ions négatifs par l’autre nommée anode. Un énorme flux d’électrons traverse l’ampoule.

Lors du passage de ce flux, se produisent de nombreuses collisions entre les électrons circulants et ceux présents dans le gaz de la lampe. Lors de ces collisions, les électrons sont chassés de leur orbite, changent de couche et y reviennent en émettant un photon, dont la longueur d’onde (sa couleur) dépend de l’énergie qu’il contient mais habituellement comprise dans le spectre du visible ou de l’ultraviolet.

Ils peuvent également se libérer complètement de l’atome qui les contient, et ainsi accroître le courant d’électrons circulants c’est ainsi qu’un phénomène d’amorçage se produit à la mise sous tension de la lampe : le courant initialement très faible expose littéralement pour atteindre la puissance maximale donnée par le générateur électrique.

c. Couleur

Chaque gaz, en fonction de sa structure atomique, émet dans certaines longueurs d’ondes, ce qui se traduit par différentes couleurs d’éclairage.

Pour pouvoir évaluer la capacité d’une source de lumière à reproduire la couleur des divers objets éclairés par cette source, la commission internationale de l’éclairage (CIE) a introduit l’indice de rendu de couleur .certaines lampes à de décharge ont un indice inférieur à 100 ce qui signifie que les couleurs apparaissent complément différentes que, par exemple, sous la lumière du soleil. Certaines personnes qui s’en rendent bien compte vont à la lumière du soleil quand ils choisissent un vêtement, pour déterminer sa « véritable » couleur.

III.9.1. Le ballast

a. rôle du ballast inductif

La stabilisation du régime de décharge par un ballast résistif est prohibitive du point de vue de rendement. On utilise une inductance, bobinage avec noyau magnétique éventuellement assorti d’un condensateur pour relever « le facteur de puissance ».

Ce ballast inductif permet également de mieux lisser la forme de la courbe du courant qui n’est pas sinusoïdale, le tube à décharge ne pouvant être assimilé a un élément linéaire

b. limite du ballast actuel

Le ballast sera toujours le siège de des pertes par effet joule qu’il faudra fournir en plus de la puissance consommée dans la lampe elle-même son remplacement par un condensateur ne consommant pas d’énergie est malheureusement impossible à la fréquence usuelle de 50Hz.

En effet, si l’on assimile la forme de la courbe de la tension de la décharge à une fonction rectangulaire lors du retournement rapide de cette tension ; la tension aux bornes du condensateur subit un saut brusque et le courant appelé est de nature impulsionnelle par contre le facteur de puissance de 0.4 à 0.5 avec ballast inductif doit être relevé pour permettre des meilleurs conditions d’alimentation.

Le condensateur placé en série avec le ballast ou en parallèle sur l’ensemble lampe- ballast doit permettre d’atteindre 0.85.

c. le ballast électronique

Le développement de l’électronique a permis de remplacer le ballast classique par un circuit a semi-conducteur plus léger et de moindre consommable.

L’idée de base est convertir la fréquence de 50Hz à 20Hz environ au moyen d’un ensemble redresseur- onduleur. Le ballast voit ses dimensions nettement réduites et l’effet de papillotement est supprimé.

III.9.2. Les lampes à vapeur de sodium haute pression

Elles produisent jusqu'à 150 lumens/ watt. Ces lampes produisent un spectre de lumière plus large que la lampe à vapeur de sodium basse pression. Elles sont aussi utilisées pour l’éclairage public et pour la photo assimilation artificielle dans de plantes.









































Caractéristiques de lampes à vapeur de sodium haute pression
(D’après PHILIPS)

Tab. III. 4






III.10. APPAREILLAGES ELECTRIQUES

III.10.1. Définitions

a. Appareillage

Terme général applicable aux appareils de connexion et à leur combinaison avec des appareils de commande, de mesure, de protection et de réglage qui leur sont associés, ainsi qu’aux ensembles de tels appareils avec les connexions, les accessoires, les enveloppes et les supports correspondants.

b. Sectionneur

Appareil mécanique de connexion qui assure en position d’ouverture une distance de sectionnement satisfaisant à des conditions de sécurité pour le travail sur les installations.



Symbole du sectionneur

a. fusible

Appareil dont la fonction est d’ouvrir par fusion d’un ou plusieurs de ses éléments spécialement prévus et dimensionnés à cet effet le circuit dans lequel il est inséré et d’interrompre les courants lorsque celui-ci dépasse, pendant un temps déterminé, une valeur donne. Appareil économique dont l’intensité nominale ne dépasse pas 1250A. En général, le fusible associé au porte- fusible permet d’avoir la fonction sectionneur.

Symbole du fusible
b. A.C.P.A

Appareil de connexion de commande et de protection auto coordonnées. Cet appareil de connexion comporte, intégré à l’appareil tous les dispositifs nécessaires de manière coordonnée :
- La commande (contacteur) ;
- La protection contre les surcharges (protection thermique) ;
- La protection contre les courts-circuits (protection magnétique).
A.C.P.A


III.10.2. Les fusibles

a. Calibre de fusible

0.2- 0.5- 0.63 -1- 1.25- 2- 4- 6- 8- 10- 12- 16- 20- 25- 32- 35- 40- 50-63- 80- 100- 125- 160- 200- 250- 315- 400- 500- 630- 800- 1000- 1250 A.

Vue les courants électriques calculés pour les deux cabines électriques, nous aurons deux fusibles G4 80 A pour chacun de cabine.
III.10.3. Les sectionneurs

1. Exemples de fiche technique (D’après TELEMECANIQUE)

LS1- D25 GK1–
EK, EM DK1 – FB DK1 – GB DK1 – HC DK1 – JC DK1 – KC
Environnement
Traitement de protection
En exécution normale
En exécution spécial TH TC TC TC TH TH TH
- - TH TH - - -
Température de l’air ambiant
Pour fonctionnement avec broches ou barrettes, sans déclassement

°C

De – 50
a + 70

De – 50
a + 70

De – 50
a + 70

De – 50
a + 70

De – 50
a + 70

De – 50
a + 70

De – 50
a + 70
Inclinaison maximale
Par rapport à la position
Verticale de montage
+ 23°
+ 23°
+ 23°
+ 23°
+ 23°

+ 23°
+ 23°
Caractéristiques des pôles
Tension nominale d’emploi avec broches, en alternatif
V
660
660
660
660
1000
1000
1000
Courant permanent maximal pour température
Ambiante ≤ 40°C
- avec broches ou barrettes
- avec fusibles aM
- avec fusibles gG

A

25

50

80

125

200

315

500
A 22 45 80 125 200 315 500
A 20 40 63 100 160 250 400
Caractéristiques du contact de pré coupure
Tension nominale d’emploi V≈ 500 500 500 500 500 500 500
V --- 440 440 600 600 600 600 600
Courant nominal thermique A 10 6 10 10 20 20 20
Caractéristiques des cartouches – fusibles
Calibres maximal des cartouches – fusibles associables à nos produits
Pour température ambiant ≥ 40°c
- type aM Taille

400 V

500 V

660 V



10 x 38



14 x 51



22 x 58



22 x 58



0



1



2
A 25 50 80 125 160 250 400
A 16 40 50 80 160 250 400
A - 25 40 50 100 160 250
- type gG Taille

400V

500V

660V 10 x 38 14 x 51 22 x 58 22 x 58 0 1 2
A 20 40 63 100 200 250 400
A 20 40 50 80 160 250 400
A - 25 40 50 100 160 250
Tab. III.5
TC : Traitement « Tous climats » TH : Traitement « Ambiance » chaude et humide

Le tableau ci- dessus permet le choix des sectionneurs à partir :

- du traitement de protection ;
- des conditions d’utilisations (température, inclinaison…) ;
- de la tension du courant (avec broches, avec fusibles).

En se référant au calcule du courant, nous optons pour les sectionneurs DK1-FB avec broches.

III.11. Appareils intégrés (Contacteur disjoncteur type INTEGRAL)

a. Eléments de choix d’un appareil intégré

Le choix, les conditions d’utilisation des appareils intégrés répondent aux critères des fonctions réalisées.

• Fonctions réalisées :

- sectionnement par pôles principaux et consignation ;
- sectionnement, isolement et consignation par pôles spécifiques.

• INTEGRAL 18, 32 et 63 il assure dans son intégralité les cinq fonctions :

- sectionnement, protection contre les courts-circuits, protection contre les surcharges, arrêt d’urgence et commutation.

b. Caractéristiques principales

- Caractéristiques du circuit de commande

Un de 24 à 660V
Plage de fonctionnement : 0.85 à 1.1 Un

Consommation: Appel : Maintien :
Intégral 18 : 15VA 8VA
Intégral 32 :
Intégral 63 : 350 à 400VA 20 à 30VA

- Caractéristique du circuit de puissance


Courant d’emploi de
catégorie
AC1 Puissance des moteurs triphasés en catégorie
AC3 en kW Pouvoir de
Coupure
U≤440V
(A) 230V 400V 415V 440V 660V (kA)
18
32
63 4
7,5
15 9
15
30 9
15
33 9
15
33 15
25
25 50
50
50

Tab. III.6

c. Schémas de branchement des contacteurs – disjoncteur
INTEGRAL




















Fig. III.8


En vertu du puissance calculé, nous choisissons le contacteur – disjoncteur INTEGRAL à sectionnement par pôles principaux avec module de protection (INTEGRAL 32 ; 230V ; 7,5 kW)



III.12. CELLULE PHOTOELECTRIQUE (INTERRUPTEUR CREPUSCULAIRE)

Une cellule photoélectrique est un dispositif composé d’un capteur photosensible, dont la résistance électrique varie lorsqu’il est soumis à un rayonnement lumineux (telle une photorésistance) et d’un circuit électrique.
L’importance de la variation de résistance de la photorésistance étant proportionnelle à l’intensité lumineuse du rayonnement lumineux, la cellule photoélectrique peut permettre de mesurer une intensité lumineuse ou d’actionner les dispositifs divers (éclairage automatique, store, volet électrique, etc.).

Presque toutes les installations d’éclairage font appel aux cellules photoélectriques car elles commandent l’éclairage en fonction de la luminosité. Les horloges astronaumiques fonctionnent également en fonction de la lumière du jour (de façon mathématique). Mais restent plus couteuses.

Le fonctionnement d’une cellule photoélectrique est assez simple et relativement fiable. C’est un donc la commande automatique la plus simple qui prend le mieux en compte les conditions atmosphériques réelles. Lorsque la luminosité devient insuffisante, le circuit de la cellule photoélectrique laisse passer l’électricité ce qui allume la ou les lampes.

Une cellule photoélectrique, afin que celle-ci donne une information la plus juste possible, doit être orientée de tel sorte à ne pas subir l’effet de sources lumineuses aléatoires, ou d’être perturbée par des ombres de plus, ces organes doivent êtres vérifiés et nettoyés régulièrement afin d’empêcher l’accumulation de poussières.

Outre ces contraintes, elles peuvent être montées sur tout type de support (console, fixation murale ou sur mât, même support que le luminaire ou non…).

Toute cellule photoélectrique doit être située hors de la portée du public, comme tous les autres appareils électriques, qui sont placés dans un coffret de livraison. Un autre point fort des cellules photoélectriques électriques sont leur encombrement réduit.

III.12.1. Interrupteurs crépusculaire IC 100 (D’après SCHNEIDER ELECTRIC)

a. Fonction

L’interrupteur crépusculaire commande l’arrêt d’un contact lorsque la luminosité diminue et tombe sous le seuil défini. Il commande l’ouverture d’un contact lorsque la luminosité augmente et dépasse le niveau du seuil sélectionné.

b. Caractéristiques

IC 100
- Seuil de luminosité réglable : 2 à 100 lux ;
- Durée de temporisation : à la fermeture : 20sécondes, à la coupure du contact : 80s ;
- Ouverture du contact :  3mm ;
- Classe de protection : classe II ;
- Indice de protection : IP 20B ;
- Livré avec cellule de type « murale » (fixation fournie) ;
- Calibre du contact :

• 16A à 250V AC (cos 1)
• 10A à 205V AC (cos0.6)

- Tableau des charge

Type d’éclairage Puissance maximale

Lampes à incandescence et lampes halogènes 230 V 2.300 W
Tubes fluo avec ballast conventionnel non compensées (compensées en série) en montage duo. 2.300 VA
Lampes fluo compactes avec ballast conventionnel 1.500 VA
Lampes à vapeur de mercure et de sodium non compensées (compensées en série) 1.000 VA
Lampes à vapeur de mercure (de sodium compensées en parallèle et tubes fluorescents compensés en parallèle avec ballast conventionnel 400 VA
Tubes fluorescents en montage duo avec ballast électronique 300 VA
Lampes fluo compactes avec ballast électronique 9 x 7 W, 7 x 11W, 7 x 15 W, 7 x 20 W, 7 x 23 W

Tab.III.7






Dessin.


Cellule de type « murale »
(Livrée avec le produit et son dispositif de fixation)

Fig. III.9

- Raccordement de la cellule : à l’aide d’un câble 2 conducteurs à double isolation. Il ne doit pas être pose à proximité des câbles du réseau électrique ou des canalisations.
Longueur max : 25m pour le modèle IC 100

- Indice de protection : IP 54, IK 05
- Température de fonctionnement : -40°C à +70°C

III.13.La commande de l’éclairage public

La commande de l’éclairage public peut se faire de différentes manière, soit par :

- L’interrupteur ;
- L’interrupteur horaire ;
- L’interrupteur astronomique ;
- L’interrupteur crépusculaire.

Pour notre avant projet, nous proposons l’interrupteur crépusculaire, dont voici le schéma de connexion général de l’installation.






























Fig. III.10
NOMBRE DE LUMINAIRES
PHASE
CABINE
R
S
T
GAMBELA 9 9 8
LOKOLONGE 9 9 8



N.B : Chaque cabine aura ses équipements.



CONCLUSION GENERALE


A l’issue de notre travail de fin du cycle qui avait comme objectif essentiel l’électrification de l’avenue GAMBELA, le tronçon compris entre l’avenue KASA-VUBU et la rue kola dans commune de NGIRI-NGIRI.

Dans notre étude, nous avons exploité les nouvelles caractéristiques de la chaussée, dont :- une longueur de 1000m (1km) et une largeur de 14m.
Avec une portée de 40m, une implantation bilatérale vis-à-vis, c’est qui a fait 52 luminaires, qui seront placé sur le poteau d’acier d’une hauteur de 10m de marque PALICAMPION.
Apres calcul des grandeurs photométriques nous avons porté notre choix sur la lampe à vapeur de sodium haute pression de 250W de marque PHILIPS, offrant : - un flux de 28.000 Lm ;
- un éclairement de 50 Lx.

Pour l’alimentation en énergie électrique, nous avons deux cabines électriques : cabine GAMBELA et cabine LOKOLENGE, d’où sortira un départ d’éclairage public avec un câble de 3 x 50 mm2 Cu + N jusqu’au PS/EP. L’alimentation de luminaire est rendu possible grâce un câble de 3 x 25 mm2 + N Cu.
Pour la commande et la protection de l’installation, notre choix a été porté sur les appareils ci-après : -deux (2) sectionneurs tétrapolaires avec broches type DK1-FB de marque TELEMECANIQUE ;-deux fusibles G4 de 80 A du constructeur LEGRAND ;- deux interrupteurs crépusculaire IC 100 du fabricant SCHNEIDER ELECTRIC ;- deux contacteurs – disjoncteurs INTEGRAL 32 de marque TELEMECANIQUE.

Notre solution n’est pas la seule possible, nous serons contents d’être complétés par d’autres aussi valables que celle-ci.







BIBLIOGRAPHIE

Ouvrages

1. Emile BIEMONT, la lumière, France, 1996, PUF 1ered ;
2. François cerf, les composants optoélectroniques, paris, 2000, hermès sciences ;
3. G. Fontaine ; M. Laurette et A. TOMASINO, physique 1eres S.E, paris, Nathan, 1998 ;
4. Robert FAUCHE, physique I, paris, Hatier, 1957 ;
5. R. Bourgeois et D. COGNIEL, MEMOTECH : électrotechnique, paris, Hatier, 1996, 5e Editions;
6. Le Rapport annuel exercice 2007 de la commune de Ngiri-Ngiri (Février 2008) ;
7. Lycée ANTONIN ARTAUD, l’éclairage public, Marseille 16 février 2009, CETE Méditerranée ;
8. Louis GAUDART et Maurice ALBET, Physique photographique, Paris, Buchet/chastel, 1997 ;
9. Patrick LAGONOTTE, les installations Electriques, Paris, Hermès Sciences 2000.

Notes de Cours

1. Prof. Mathieu LIASSA, Notes de cours d’applications d’énergie électrique, ISTA/ Kin, Section Electricité, cours inédit, mars 2009 ;
2. CT. KASEMUANA SERAPHIN, Notes de cours de constructions électriques III, ISTA/ Kin, Section Electricité, cours inédit, mars 2009 ;

TFC

1. KINKENDA et MVUILA, avant projet sur l’implantation de l’éclairage public dans le tronçon Rond – point NGABA –KINSANTU sur la route nationale Kinshasa /MATADI, ISTA/ Kin, Section Electricité, TFC, mars 2008 ;

Sites Internet

1. http://www.Eclairage–public.net
2. http://www.Wikipedia.org/Eclairage
3. http://www.palicampion.it

Entreprise Visité

- SONADES (Société Nationale de Développement et de Service) ;
- OVD (Office de Voirie et Drainage) ;
- SNEL (Société Nationale de l’Electricité/ CVS Ngiri-Ngiri) ;
- Philips Kinshasa (Eclairage)

TABLE DES MATIERES

DEDICACE……………………………………………………………………...i
EPIGRAPHIE ………………………………………………………………….ii
AVANT PROPOS………………………………………………………………iii

INTRODUCTION……………………………………………………………………1

0.1. PROBLEMATIQUE………………………………………………………………………………1
0.2. OBJECTIF DU TRAVAIL………………………………………………………………………1
0.3. DELIMITATION DU TRAVAIL……………………………………………..………………1
0.4. METHODOLOGIE ………………………………………………………………………………1
0.5. SUBDIVISION DU TRAVAIL……………………………………………………..…………2

CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA LUMIERE ET L’ECLAIRAGE
ELECTRIQUE………………………………………………………3

I.1. LA LUMIERE………………………………………………………………………………………3

I.1.0. Introduction (Rôles importance de la Lumière)…………………………………..3
I.1.1. Définition du mot lumière…………………………………..……………………………4
I.1.2. Historique………………………………………………………………………………………4
I.1.3. Dualité de la Nature de la Lumière……………………………………………………5

I.1.3.1. La Théorie Electromagnétique……………………………………………………..5
I.1.3.2. La Théorie Quantique………………………………………………………………….6

I.1.4. la perception de la lumière………………………………………………………………6
I.1.4.1. Classification des Ondes Electromagnétiques dans l’Echelle rayonnements …………………………………………………………………………….7

I.1.5. PROPAGATION DE LA LUMIERE………………………………………………….……8

I.1.5.1. Sources et récepteurs de lumière………………………………………….……….8
I.1.5.2. Corps transparent opaques et translucides……………………………………..9
I.1.5.3. Propagation rectiligne de la lumière …………………………………………..….9
I.1.5.4. Rayons lumineux ; faisceaux lumineux………………………………………….10
I.1.5.5. Célérité de la lumière …………………………………………………………………11

I.1.6. Réflexion de la lumière …………………………………..…………………………….12

I.1.6.1. Réflexion sur une surface plane……………………………………………………12
I.1.6.2. Lois de la réflexion……………………………………………………………………..13
I.1.7.1. Réfraction de la Lumière :……………………………………………………………13
1.1.7.1 Lois de la Réfraction…………………………………………………………………...13
I.1.7.3 Indices de la réfraction………………………………………………………………..14

I.2. ECLAIRAGE……………………………………………………………………………………..16

I.2.1. Définition du mot éclairage…………………………………………………………….16
I.2.2. Grandeurs Photométriques…………………………………………………………….16

I.2.2.1. Intensité Lumineuse (I)………………………………………………………………16
I.2.2.2. Flux Lumineux Ǿ………………………………………………………………………..17
I.2.2.3. Efficacité Lumineuse (K)……………………………………………………………..17
I.2.2.4. Excitance………………..……………………………….……………………………….18
I.2.2.5. L’éclairement……………………………………………………………………………..19
I.2.2.6. Luminance…………………………………………………………………………………19
I.2.2.7. Eblouissement……………………………………………………………………………20
I.2.2.8. Contraste (de Luminance)……………………………………………………………20

I.2.3. Eclairements Moyens en Service Recommandes……………………………….20
1.2.4. Le luminaire…………………………………………………………………………………22
I.2.5. Les Usages de L’éclairage………………………………………………………………23
I.2.6. Eclairage et environnement……………………………………………………………27

CHAPITRE II. PRESENTATION DE L’AVENUE GAMBELA ET
L’ECLAIRAGE PUBLIC………………………………………..29

II.1. PRESNTATION DE L’AVENUE GAMBELA……………………………………………29

II.1.0. INTRODUCTION………………………………………………………………………….29
II.1.1. APERÇU DE LA COMMUNE DE NGIRI-NGIRI……………………………………29
II.1.2. ORIGINE DU NOM GAMBELA…………………………………………………………30
II.1.3. PARTICULARITES DE L’AVENUE GAMBELA……………………………………..30
II.1.4. ETENDUE DE L’ARTERE………………………………………………………………..31
II.1.5. CLIN D’ŒIL SUR NGIRI-NGIRI………………………………………………………32

II.1.5.1. POPULATION……………………………………………………………………………32
II.1.5.2. SUPERFICIE …………………………………………………………………………….32
II.1.5.3. DENSITE …………………………………………………………………………………32
II.1.5.4. ASPECT SOCIO – CULTUREL………………………………………………………33
II.1.5.5. ASPECT ECONOMIQUE………………………………………………………………33

II.1.6. LA CARTOGRAPHIE……………………………………………………………………..34

II.2. L’ECLAIRAGE PUBLIQUE………………………………………………………………….35


II.2.1. LA CONFIGURATION D’ECLAIRAGE……………………………………………….35

II.2.1.1 Sur Voiries………………………………………………………………………………..35
II.2.1.2. Espaces publics………………………………..………………………………………37
II.2.1.3. Les modes d’éclairage……………………………………..………………………..38

II. 2. 2. LA LUMIERE EMISE (SOURCE LUMINEUSE)………………………………….39

II. 2. 2. 1. Objectifs……………………………………………………………………………….39
II. 2. 2. 2. Nature de la lumière émise……………………………..……………………..39
II. 2. 2.3. Les familles des sources………………………………………………………….41

II.2.2.3.1. Tableau des Principales caractéristiques des lampes d’éclairage extérieur……………………………………………………………………………….41

II.2.3. Les matériels d’éclairage ………………………………..……………………………42

CHAPITRE III. DIMENSIONNEMENT ET CHOIX DES EQUIPEMENTS
ELECTROMECANIQUE DE L’ECLAIRAGE PUBLIC …..44
III.1. LES NORMES EN ECLAIRAGE PUBLIC……………………………….……………..44
III.2. DONNEES DE BASES POUR LE SITE……………………………….……………….45
III.3. LA HAUTEUR DE FEU ET INTERS-DISTANCES………………………………….45
III.4. LA CONFIGURATION DE L’ECLAIRAGE…………………………………………….45
III.5. CALCUL PHOTOMETRIQUE ET ELECTRIQUE ……………………………………45
III. 6. PUISSANCE TOTALE DE L’INSTALLATION……………………………………….48
III.7. LE POTEAU D’ECLAIRAGE PUBLIC……………………………………………….….49

III.7.1. LES SCHEMAS DES LIAISONS A LA TERRE ………………………………….54

III.8. LES CABLES ELECTRIQUES BASSE TENSION…………………………………..55

III.8.2 La dénomination des conducteurs et câbles…………………………………...56
III.8.3 LES TRANCHEES D’ECLAIRAGE PUBLIC …………………………………………58
III.8.4. LES CHAMBRES DE TIRAGE…………………………………………………………59

III.9. LAMPE A DECHARGE……………………………………………………………….……60

III.9.1. Le ballast…………………………………………………………………………….…….61
III.9.2. Les lampes à vapeur de sodium haute pression…………..…………………62

III.10. APPAREILLAGES ELECTRIQUES …………………………………………………..64

III.10.1. Définitions ………………………………………………………………….…………..64
III.10.2. Les fusibles………………………………………………………………………………65
III.10.3. Les sectionneurs………………………………………………………………………65

III.11. Appareils intégrés (Contacteur disjoncteur type INTEGRAL)……………66
III.12. CELLULE PHOTOELECTRIQUE (INTERRUPTEUR CREPUSCULAIRE)……………………………………………………………………….68

III.12.1. Interrupteurs crépusculaire IC 100 (D’après SCHNEIDER
ELECTRIC)………………………………………………………………………………69

III.13. La commande de l’éclairage public……………………………………………..…70

CONCLUSION GENERALE………………………………………………..72
BIBLIOGRAPHIE………………………………………………….73

TABLE DES MATIERES ………………………………………...75