Introduction

Une grande partie de la pollution environnementale sur Terre provient des humains et de leurs inventions. Bien que diverses technologies aient apporté du confort à la vie humaine, telles que les voitures, les plastiques et l’éclairage. Mais maintenant, toutes sortes de problèmes arrivent, tels que les gaz d’échappement des voitures sont la principale source de changement climatique, et le plastique inonde notre terre (sol et océan). L’éclairage facilite la vie la nuit (les lampadaires nous guident vers la maison, l’éclairage des usines nous protège et l’éclairage domestique maintient nos maisons confortables et lumineuses), mais il a aussi un impact négatif sur l’environnement. La pollution lumineuse, l’utilisation excessive ou inappropriée de la lumière artificielle extérieure, affecte la santé humaine, le comportement de la faune et l’environnement naturel.

La pollution lumineuse est un problème mondial et est principalement causée par la lueur du ciel. La lueur du ciel est l’éclaircissement du ciel nocturne dû à l’éclairage des voitures, des lampadaires, des bureaux, des usines, de la publicité extérieure, des parkings et des bâtiments, principalement dans les zones urbaines. L’image ci-dessous est une photo satellite prise par la NASA en 2016 (via une carte du monde générée par ordinateur de la luminosité du ciel nocturne). L’atlas, disponible en ligne sur le site associé de la NASA (https://earthobservatory.nasa.gov/features/NightLights), montre comment et où notre planète est illuminée la nuit.

Qu’est-ce que la pollution lumineuse ?

La pollution lumineuse est produite par l’introduction directe ou indirecte de lumière artificielle dans l’environnement associée aux activités humaines et animales. La lumière artificielle excessive est définie comme un polluant car sa présence dans l’environnement peut présenter un risque pour la santé des personnes, la qualité de vie des personnes et la protection de l’environnement. La pollution lumineuse est liée au gaspillage ou à la mauvaise utilisation de la lumière artificielle, notamment :

1. parce que la cible est sur-éclairée

2. parce que la lumière s’échappe directement ou se disperse vers l’horizon ou le ciel

3. parce que la cible est éclairée à un moment inutile

Tout ce qui précède a modifié l’obscurité naturelle de la nuit, affectant négativement les organismes et la santé des personnes.

Impact de la pollution lumineuse

Effets sur l’homme : la lumière artificielle peut perturber les rythmes corporels naturels des humains et des animaux. La lumière nocturne peut perturber le sommeil et perturber les rythmes circadiens. Une horloge interne de vingt-quatre heures qui dirige l’activité diurne et influence les processus physiologiques de pratiquement tous les organismes vivants. L’un de ces processus est la production de l’hormone mélatonine, qui est libérée dans l’obscurité et supprimée en présence de lumière. Une lumière accrue la nuit réduit la production de mélatonine, ce qui peut entraîner une privation de sommeil, de la fatigue, des maux de tête, du stress, de l’anxiété et d’autres problèmes de santé. Des recherches récentes ont aussi montré un lien entre la baisse des niveaux de mélatonine et le cancer, tandis qu’il existe des études sur les risques potentiels de l’exposition nocturne à la lumière. Il a été démontré que la lumière bleue réduit les niveaux de mélatonine chez l’homme. La lumière bleue se trouve dans les téléphones cellulaires et autres équipements informatiques, ainsi que dans les diodes électroluminescentes (DEL), qui sont populaires pour l’éclairage domestique, industriel et urbain en raison de leur efficacité énergétique et de leur longue durée de vie.

Effets sur les animaux : Des études ont montré que la lumière peut désorienter et confondre les animaux. La pollution lumineuse continue d’affecter le comportement des animaux, tels que les schémas de migration, les habitudes de sommeil éveillé et la formation d’habitats. En raison de la pollution lumineuse, cela peut entraîner la perte et la mort de tortues et d’oiseaux qui seraient autrement guidés par le clair de lune pendant la migration. En raison de la pollution lumineuse, un grand nombre d’insectes sont attirés par la lumière artificielle et meurent, tandis que les oiseaux et autres animaux qui dépendent de ces insectes comme principale source de nourriture sont aussi affectés.

Principes d’un bon éclairage public

L’éclairage doit avoir un objectif clair, c’est-à-dire être utile

Avant d’installer de nouvelles lumières ou de remplacer des luminaires existants, nous devons évaluer si l’éclairage est vraiment nécessaire. S’il existe des alternatives, nous pouvons choisir sur demande. Par exemple, en utilisant de la peinture réfléchissante sur les enseignes et les marches, nous pouvons réduire l’installation de certains luminaires extérieurs.

L’éclairage doit avoir des zones bien définies, c’est-à-dire directionnel

L’éclairage routier doit éclairer la surface de la route sans affecter le verdissement et les résidences des deux côtés de la route. L’éclairage du stade doit éclairer le stade sans affecter les zones résidentielles voisines. Nous suggérons que lors de la conception des lampes et des lanternes, nous devrions limiter l’émission de lumière à l’hémisphère supérieur, et le faisceau devrait toucher le sol autant que possible, ce qui signifie que nous devrions nous assurer que la distribution latérale de la lumière est conçue en fonction de la largeur de la route et la hauteur de l’installation de l’éclairage public.

L’éclairage ne doit pas dépasser l’éclairement nécessaire, c’est-à-dire un faible niveau

Les règlements d’éclairage ont des exigences d’éclairement spécifiques pour diverses zones. Par exemple, la norme d’exigence d’éclairage public EN13201, la norme d’éclairage de stade EN12193, la norme d’éclairage des lieux de travail intérieurs EN 12464, etc. Sous réserve de répondre aux exigences d’éclairage, nous devons utiliser le niveau d’éclairage le plus bas possible. Nous devons également évaluer les surfaces éclairées car certaines surfaces peuvent renvoyer trop de lumière dans le ciel nocturne.

L’éclairage doit avoir un temps défini, c’est-à-dire contrôlé

L’éclairage extérieur doit avoir des temps d’éclairage définis, en utilisant des technologies telles que des commandes d’éclairage, des minuteries ou des détecteurs de mouvement pour s’assurer que les lumières sont allumées en cas de besoin, atténuées lorsqu’il n’y a pas trop besoin de lumière et éteintes lorsqu’elles ne sont pas nécessaires. Il en va de même pour l’éclairage intérieur, grâce à l’utilisation de gradateurs, de détecteurs de mouvement et de commandes intelligentes, nous pouvons réduire le niveau d’éclairage ou éteindre complètement les lumières en fonction de l’heure de la journée et de l’utilisation.

L’éclairage doit être avec un CCT plus chaud, c’est-à-dire moins de lumière bleue

Le spectre de la lumière visible est compris entre 390 nm et 780 nm. Des études ont montré que le rayonnement lumineux entre 380 nm et 499 nm présente des risques de lumière bleue pour les humains et les animaux. Il faut donc minimiser l’émission de la partie bleue du spectre visible et limiter les quantités au niveau le plus bas possible. Une température de couleur basse est considérée comme ayant moins de lumière bleue dans sa gamme spectrale. De plus, il existe aussi des réglementations qui ont commencé à limiter la proportion de contenu de lumière bleue (sortie lumineuse inférieure à 500 nm), l’obligeant à être inférieure à 10% ou inférieure à 5%.

Recommandation pour réduire la pollution lumineuse avec la conception d’éclairage public

En utilisant l’éclairage extérieur comme exemple, nous avons répertorié une série de recommandations de bonnes pratiques d’éclairage qui peuvent minimiser l’impact sur les humains et les animaux. Selon les grands principes du chapitre précédent, nous pensons que l’angle d’installation de la lampe, la conception du spectre, la conception de l’éclairage, la configuration de l’alimentation et l’utilisation des LED de la lampe doivent être pris en compte, et nous les expliquerons un par un ci-dessous pour montrer comment ils réduisent la pollution lumineuse ville.

a. Lumière directe à faible angle

Évitez de tirer la lumière à des angles au-dessus de l’horizon par rapport au ciel nocturne. Choisissez tout d’abord une solution avec verre ou pare-soleil pour la lampe afin de réduire son émission vers le haut ou vers l’arrière. L’éclairage public permet aux lampes d’être installées au milieu de la route, ce qui peut faciliter aux lampes d’avoir une bonne répartition lumineuse sur la distribution latérale. Si la distribution latérale n’est pas bonne lorsque le spectre est sous-conçu, un angle d’inclinaison de 0 à 15 ° n’est pas autorisé, ce qui peut projeter de la lumière dans le ciel.

b. Maximiser l’application de la lumière sur la surface éclairée

Une distribution d’éclairage raisonnable doit concentrer le faisceau lumineux de la lampe sur la zone utile qui doit être éclairée et ne pas irradier la zone adjacente qui n’a pas besoin d’être éclairée. L’utilisation est une mesure qui permet d’évaluer dans quelle mesure l’émission de lumière est dirigée vers la zone utile. Il peut nous dire quelle quantité de lumière est projetée là où elle est utile et quelle quantité est inutile et crée une pollution lumineuse. Pour un éclairage régulier, nous recommandons une utilisation supérieure à 75 %.

Utilisation du flux lumineux (U) = somme du flux lumineux reçu par la surface éclairée / flux de sortie de la lampe

c. Éviter les niveaux d’éclairage excessifs

Tout d’abord, l’éclairage dans différentes zones a des normes d’éclairage correspondantes. En tant que réalisateur de projet, vous devez être clair sur le niveau d’éclairage dont vous avez besoin. Avec la simulation d’éclairage, nous devons utiliser le nombre minimum de luminaires et de puissance pour fournir suffisamment d’éclairage dans la zone souhaitée. Des niveaux d’intensité lumineuse excessifs doivent être évités dans les luminaires utilisés, ainsi que l’éclairage de surfaces inutiles. La norme EN12301, mentionnée dans le chapitre précédent, explique clairement les différentes normes d’éclairage routier. Nous devons suivre les normes correspondantes pour choisir le niveau d’éclairement approprié pour éclairer la route, et le niveau d’éclairement réel doit être contrôlé entre 100 et 120 % de la norme minimale.

d. Application du système de contrôle d’éclairage

Comme l’éclairage à semi-conducteurs est devenu très courant dans notre vie, les options de contrôle de l’éclairage apparaissent en même temps. Cela leur permet de faire varier l’intensité des luminaires en fonction des besoins d’éclairage pendant différentes heures de travail sans réduire les performances. Le système de contrôle d’éclairage peut ajuster l’éclairage public (piétons et véhicules) en fonction de la densité d’utilisation des rues, des places, des trottoirs, des zones résidentielles et des routes de véhicules grâce à l’application de capteurs, de profils de gradation préprogrammés ou de signaux sans fil. Les lampadaires les plus largement utilisés sont les suivants :

Gradation de la minuterie : elle peut régler la puissance de la lampe pendant la nuit. Cette fonction ne nécessite pas de contrôleur externe supplémentaire, seul le profil de gradation doit être programmé dans le driver de LED, et le driver de LED effectuera automatiquement la gradation en fonction du profil de gradation. Grâce à cela, nous pouvons assombrir le ciel après minuit.

Sortie lumineuse constante : la lumière de la source lumineuse déclinera progressivement et la fonction CLO est utilisée pour compenser la dégradation du flux lumineux pendant l’utilisation. Grâce à la courbe TM21, nous pouvons personnaliser le profil de gradation de la lampe (driver intégré). Pendant l’utilisation de la lampe, l’alimentation ajustera lentement le courant de sortie pour augmenter la puissance de la lampe afin de compenser l’atténuation du flux lumineux de la lampe. Grâce à cela, nous n’avons pas besoin d’utiliser des lampes de puissance plus élevée lorsque l’on considère la dépréciation de la lumière.

Détecteur de mouvement : le détecteur de mouvement est un détecteur de présence qui s’allume lorsqu’il reconnaît que quelqu’un est à portée et reste allumé pendant une durée prédéfinie. Cela signifie que seules les personnes se trouvent sous ou à proximité des lampadaires, la lumière fonctionnera à 100 % car le détecteur de mouvement est occupé. Pendant qu’il est vide dans sa gamme, il atténuera la lampe ou même éteindra les lampes pour rendre le réverbère plus respectueux de l’environnement.

Contrôle sans fil : le contrôle Zigbee et LoRa est bien utilisé dans l’éclairage public. Si vous souhaitez en savoir plus, veuillez vérifier ici.

e. Minimiser l’utilisation de la lumière froide

Dans l’éclairage extérieur, la lumière froide peut souvent offrir aux utilisateurs une expérience visuelle lumineuse et ciblée. Au contraire, la lumière chaude donne aux gens une sensation plus chaleureuse et moins de visibilité. Dans l’éclairage public, vous devez souvent choisir entre lumière froide et lumière chaude, mais compte tenu de la proportion de lumière bleue dans différentes températures de couleur, nous pensons que vous ferez votre choix plus rapidement et avec plus de précision. La température de couleur de la lumière froide est généralement comprise entre 5000 et 6500 et la température de couleur de la lumière chaude est comprise entre 2700 et 4000. La proportion de lumière bleue dans ce dernier est encore plus faible. À l’heure actuelle, la température de couleur de l’éclairage ambre se situe entre 1800 et 2000 K, et la proportion de lumière bleue est de 10 % ou moins (sur la base du modèle de puces LED et de la température de couleur corrélée). Il existe déjà des réglementations dans certains pays qui réglementent la proportion de lumière bleue dans les lampes. Par exemple, la République tchèque exige que la proportion de rayonnement lumineux en dessous de 500 nm soit inférieure à 10 %, et le Chili exige que cette proportion soit inférieure.

Solution d’éclairage public ZGSM

Exigence	Solution ZGSM	Photo
a. Lumière directe à faible angle	Lorsque ZGSM effectue la conception du projet, l’angle d’installation est de 0 degré, soit il est installé horizontalement et installé en haut du poteau. Si le poteau du client a un certain angle d’inclinaison, nous recommanderons également au client d’ajuster la surface émettrice de lumière de la lampe sur le plan horizontal de 0 ° grâce à la fonction de réglage de l’angle fournie avec le lampadaire de la série Rifle.
b. Maximiser l’application de la lumière sur la surface éclairée	Le lampadaire Rifle de ZGSM propose plus de 10 types de distributions d’éclairage parmi lesquelles les clients peuvent choisir. La raison principale est que les conditions routières des différents projets varient considérablement. De cette façon, nous pouvons trouver la distribution d’éclairage la plus appropriée pour le projet grâce à un écran, qui peut non seulement éclairer la route, mais aussi réduire au minimum l’impact sur l’environnement environnant.
c. Éviter les niveaux d’éclairage excessifs	Les projets routiers ont des exigences claires en matière d’éclairage. Ce que nous pouvons faire en tant que fournisseur est de sélectionner les lampadaires (wattage) et la distribution d’éclairage les plus appropriés grâce à la simulation d’éclairage Dialux, afin d’assurer les besoins du projet. Dans le même temps, l’éclairage ne doit pas être trop élevé (généralement à moins de 20% est approprié).
d. Application du système de contrôle d’éclairage	La solution de contrôle d’éclairage de ZGSM comprend les trois types suivants Lampadaire avec minuterie Lampadaire avec détecteur de mouvement Lampadaire avec contrôle d’éclairage intelligent (smart ready)
e. Minimiser l’utilisation de la lumière froide	La solution de ZGSM est la suivante, choisissez des LED avec une température de couleur inférieure, telles que les LED Lumileds 3030 avec 2200K ou 2700K. Mais comme nous le savons tous, plus la température de couleur est basse, moins la luminosité de l’éclairage est importante. Si possible, vous pouvez changer la température de couleur en installant des puces LED à température bicolore et une alimentation à deux canaux.

Remarques : Le schéma et le principe de base de la sortie double canal pilotée par LED sont les suivants. ZGSM adopte le pilote Inventronics et dispose de deux canaux de sortie indépendants, qui peuvent être utilisés pour connecter une source de lumière blanche froide et une source de lumière blanche chaude. Le réglage CCT peut être réalisé en installant un gradateur sur le câble de gradation CCT. Bien sûr, la gradation temporelle est également prise en charge, ce qui est relativement simple. Par exemple, le projet d’éclairage public ZGSM peut choisir une sortie de température de couleur de 3000K dans la première moitié de la nuit. Dans la seconde moitié de la nuit, on peut utiliser ce mode de gradation pour ajuster la température de couleur à 2700K ou 2200K, ce qui a moins d’impact sur l’environnement.

Sommaire

La pollution lumineuse est un problème qui doit être résolu de toute urgence, mais l’infrastructure de certains endroits (comme l’Afrique) doit également être mise à jour de toute urgence. A cette époque, la sélection, l’installation et le contrôle des lampadaires deviennent très importants. Dans les zones développées, lors du remplacement des lampadaires, nous devons éviter un éclairage excessif et inapproprié, et si les conditions le permettent, nous pouvons les équiper de systèmes de contrôle intelligents. Dans les zones sous-développées, lors de l’installation de lampadaires, l’angle d’installation et la sélection du spectre des lampadaires doivent être les principaux facteurs. Dans le même temps, essayez de laisser les clients choisir la minuterie, une solution de gradation plus traditionnelle et pratique, afin que l’éclairage puisse être réduit dans la seconde moitié de la nuit pour réduire la pollution lumineuse et les empêcher de s’engager dans l’ancien chemin de sur- éclairage dans les zones développées, il peut également économiser de l’énergie (réduction des dépenses publiques). Grâce à cet article, nous espérons que chacun a une certaine compréhension de la pollution lumineuse et de ses dangers, et en même temps fournir des conseils et des suggestions pour les concepteurs de lampadaires, les fabricants, acheteurs et utilisateurs, et essayez de choisir des solutions d’éclairage public qui ont le moins d’impact sur l’environnement. Dans le cas du développement économique sans trop peser sur l’environnement.

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