Dompter la lumière naturelle à l'intérieur d'une pièce

Comment optimiser la diffusion de la lumière naturelle jusque dans les coins les plus reculés d’une pièce afin, notamment, d’économiser l’énergie ? Voilà un casse-tête pour les architectes! En été comme en hiver, la source lumineuse ne doit ni aveugler ni manquer. Pour réussir ce tour de force sans utiliser puits de lumière ou jeux de miroir, on développe des vitres de plus en plus complexes qui tardent cependant à se démocratiser à cause de leurs coûts élevés mais aussi de leur difficulté d'utilisation. Les architectes ne sont pas formés spécifiquement à ces technologies. Un logiciel de simulation, appelé Geronimo, simple et visuel, devrait leur faciliter la vie.
Actuellement, il faut être un spécialiste de l’éclairage naturel pour s’aventurer sur le terrain des logiciels de simulations. Ils sont compliqués à utiliser et génèrent des graphiques pénibles à traduire. En outre, il est laborieux de visualiser avec exactitude le rendu et l’efficacité du vitrage que l’on veut installer.

Aujourd’hui le soleil n’entre plus par hasard

Le rôle des fenêtres complexes est de diriger les rayonnements solaires où ils peuvent apporter le plus de bénéfice et le moins de gêne possibles. Il s’agit aussi de maximiser l’utilisation de la lumière par temps nuageux tout en évitant la surchauffe et les problèmes d’éblouissement sous un soleil tapant. Ces vitrages de dernière génération sont souvent conçus pour conduire le flux de lumière dans deux directions, vers le plafond et vers l’intérieur de la pièce. Par exemple, certains contiennent des lamelles incurvées qui captent et réorientent la lumière. Afin de déterminer leurs performances, ces vitrages spéciaux sont testés dans d’énormes machines appelées goniophotomètres. Celui de l’EPFL mesure trois mètres de diamètre - pas très pratique quand on veut élaborer un projet architectural !
Le Laboratoire d’énergie solaire et de physique du bâtiment (LESO) a donc décidé de créer une grande banque de données avec les différents tests des vitrages et de les implémenter dans leur logiciel. Il s’agit d’un logiciel open source que le LESO met à la disposition de tous les architectes et concepteurs d’éclairage afin de voir d’un seul coup d’œil l’impact de différents vitrages complexes dans leurs maquettes virtuelles. Il suffit d’entrer le type de vitrage, de cliquer sur les coordonnées géographiques, les heures du jour et les périodes de l’année, le logiciel Geronimo associe les informations et les traduits en images. «Il y a la vision humaine du lieu mais aussi une analyse chiffrée, explique Jérôme Kämpf qui a développé le logiciel, Geronimo donne les valeurs de luminosité à différents points et le potentiel d’amélioration avec la vitre choisie».

Une thèse comme base de développement

Pour concevoir le logiciel, le chercheur s’est appuyé sur les résultats d’une thèse menée quelques années auparavant par Maryline Andersen, aujourd’hui professeur à l’EPFL. Il s’agissait d’une étude sur les performances des tous nouveaux vitrages complexes. Une thèse qui a donné des informations essentielles aux fabricants sur les propriétés de transmission bidirectionnelles de la lumière. En effet, les valeurs caractérisées à cette époque par la chercheuse sont devenues des valeurs de référence pour la description des produits.
Aujourd’hui le LESO fait un pas supplémentaire au travers de Geronimo en offrant un outil simplifié et utilisable par tous les architectes qui désirent «dompter la lumière».

Logiciel à télécharger : http://leso.epfl.ch/geronimo