Que pouvons-nous faire pour réduire la pollution lumineuse grâce à la conception d'éclairage public ?
Introduction
Les humains et leurs innovations sont principalement responsables de la dégradation de l'environnement qui se produit sur Terre. Malgré le fait qu'une variété de technologies, comme les véhicules, les plastiques et l'éclairage, ont rendu la vie plus pratique pour les gens. Mais maintenant, une variété de problèmes émergent, comme la principale cause du changement climatique étant les émissions des automobiles et la surpopulation de plastique sur notre planète (sol et océan). Bien que l'éclairage améliore la vie la nuit (les lampadaires nous aident à trouver le chemin du retour, l'éclairage industriel nous protège et l'éclairage résidentiel garde nos maisons confortables et lumineuses), il a également un effet néfaste sur l'environnement. La santé humaine, le comportement des animaux et l'environnement sont tous affectés par la pollution lumineuse, c'est-à-dire l'utilisation excessive ou inappropriée de la lumière artificielle extérieure.
La lueur du ciel est l'un des principaux contributeurs au problème de la pollution lumineuse. La lueur du ciel, qui se produit principalement dans les zones métropolitaines, est l'éclaircissement du ciel nocturne résultant de l'éclairage des véhicules, des lampadaires, des lieux de travail, des industries, de la publicité extérieure, des parkings et des bâtiments. La photographie ci-dessous a été capturée par un satellite de la NASA en 2016. (via une carte du monde générée par ordinateur de la luminosité du ciel nocturne). L'atlas décrit comment et où notre monde est éclairé la nuit et est accessible en ligne sur le lienSite Web de la NASA (https://earthobservatory.nasa.gov/features/NightLights).
Qu'est-ce que la pollution lumineuse exactement ?
Lorsque la lumière artificielle est introduite dans l'environnement à la suite de l'activité humaine et animale, directement ou indirectement, une pollution lumineuse est créée. Comme elle peut mettre en danger la santé des personnes, la qualité de vie et la préservation de l'environnement, la lumière artificielle excessive est classée comme une pollution. La pollution lumineuse est le résultat du gaspillage ou de la surutilisation de la lumière artificielle, qui comprend les éléments suivants :
1. à la suite d'un éclairage excessif sur la cible
2. parce que la lumière se disperse ou s'échappe directement vers le ciel ou l'horizon.
3. parce que l'illumination de la cible se produit inutilement.
L'obscurité naturelle de la nuit a été altérée par tous les facteurs susmentionnés, ce qui a un impact néfaste sur la santé et les organismes.
Les effets de la pollution lumineuse
- Impacts sur les personnes : les cycles circadiens naturels des humains et des animaux peuvent être gravement perturbés par la lumière artificielle. Les rythmes circadiens peuvent être perturbés par la lumière la nuit. une horloge interne 24-heure qui régule les processus physiologiques et contrôle l'activité quotidienne de presque tous les êtres vivants. La création de l'hormone mélatonine, qui est produite dans l'obscurité et inhibée en présence de lumière, est l'un de ces processus. L'augmentation de la lumière la nuit diminue la synthèse de mélatonine, ce qui peut entraîner divers problèmes de santé, notamment la privation de sommeil, l'épuisement, les maux de tête, le stress et l'anxiété. Bien qu'il y ait eu des études sur les dangers possibles de l'exposition à la lumière nocturne, des recherches récentes ont également démontré un lien entre le risque de cancer et la diminution des niveaux de mélatonine. On a observé que les niveaux de mélatonine humaine diminuaient en réponse à la lumière bleue. 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, ainsi que les téléphones portables et autres appareils informatiques, génèrent tous de la lumière bleue.
- Impacts sur les animaux : Des recherches ont montré que la lumière peut rendre les animaux étourdis et confus. Le comportement des animaux, y compris les schémas migratoires, les schémas de sommeil éveillé et le développement de l'habitat, est toujours impacté par la pollution lumineuse. La pollution lumineuse peut entraîner la perte et la mort de tortues et d'oiseaux qui, autrement, migreraient sous la direction de la lune. La pollution lumineuse fait qu'un nombre important d'insectes sont attirés par la lumière artificielle et meurent, tout en ayant un impact sur les oiseaux et autres créatures qui mangent principalement ces insectes.
Lignes directrices pour un éclairage public efficace
L'éclairage doit servir un objectif évident, c'est-à-dire
Nous devons déterminer si l'éclairage est réellement essentiel avant d'ajouter de nouveaux luminaires ou de remplacer les anciens. Nous pouvons prendre une décision sur demande s'il existe des alternatives. Par exemple, nous pouvons réduire l'installation de certains systèmes d'éclairage extérieur en appliquant de la peinture réfléchissante sur les enseignes et les marches.
Les lumières doivent être dirigées et avoir des régions clairement définies.
Sans déranger la végétation et les habitations de part et d'autre de la route, l'éclairage routier doit éclairer la plate-forme. Le stade doit être éclairé par des lumières de stade sans déranger les maisons environnantes. 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. Pour ce faire, il faut s'assurer que la répartition lumineuse latérale est conçue en fonction de la largeur de la route et de la hauteur de l'installation de l'éclairage public.
Les lumières doivent être de niveau modeste et pas plus brillantes que nécessaire.
Pour différents lieux, les lois d'éclairage ont des critères d'éclairement particuliers. Par exemple, les normes d'éclairage pour les lieux de travail intérieurs (EN 12464), les stades (EN 12193) et les rues (EN 13201), entre autres. Nous devons utiliser le niveau d'éclairage le plus bas disponible afin de répondre aux exigences d'éclairage. De plus, nous devons évaluer les surfaces éclairées puisque certaines d'entre elles pourraient renvoyer trop de lumière vers le ciel nocturne.
Les lumières doivent être régulées et avoir une heure fixe.
Pour garantir que les lumières sont allumées en cas de besoin, coupées lorsqu'il n'y a pas assez de lumière et éteintes lorsqu'elles ne sont pas nécessaires, l'éclairage extérieur doit avoir défini des périodes d'éclairage en utilisant des technologies telles que des contrôleurs d'éclairage, des minuteries ou des détecteurs de mouvement. Il en va de même pour l'éclairage intérieur ; selon l'heure de la journée et l'utilisation, nous pouvons réduire l'intensité de l'éclairage ou éteindre complètement les lumières en utilisant des gradateurs, des détecteurs de mouvement et des commandes intelligentes.
Moins de lumière bleue, ou un éclairage avec un CCT plus chaud, doit être utilisé.
La gamme du spectre de la lumière visible s'étend de 390 à 780 nanomètres. Selon des études, la lumière bleue présente des risques pour les personnes et les animaux lorsqu'elle est émise à des longueurs d'onde comprises entre 380 et 499 nm. L'émission de la partie bleue du spectre visible doit être réduite et les quantités doivent être réduites au minimum. On pense que la lumière bleue constitue une plus petite partie du spectre spectral d'une température de couleur basse. Les réglementations ont également commencé à fixer des limites sur la quantité de contenu de lumière bleue (puissance lumineuse inférieure à 500 nm), appelant à ce qu'elle soit inférieure de 5 à 10 %.
Suggestion d'amélioration de l'architecture des lampadaires pour réduire la pollution lumineuse
Nous avons inclus une liste de directives d'éclairage pour d'excellentes pratiques d'éclairage qui peuvent réduire l'impact sur les personnes et les animaux en utilisant l'éclairage extérieur comme exemple. Nous pensons que les facteurs suivants doivent être pris en compte afin de réduire la pollution lumineuse : l'angle d'installation de la lampe, la conception du spectre, la conception de l'éclairage, la configuration de l'alimentation électrique et l'utilisation des LED de la lampe. Nous allons passer en revue chacun de ces facteurs individuellement ci-dessous :
un. Éclairage direct en contre-plongée
Évitez d'éclairer le ciel nocturne à un angle au-dessus de l'horizon. Pour commencer, choisissez une option de verre ou de pare-soleil pour que la lumière diminue son émission vers le haut ou vers l'arrière. La possibilité de mettre des lumières au centre de la route en raison de l'éclairage public peut aider les lampes à avoir une bonne répartition de la lumière sur la distribution latérale. Si la distribution latérale est mauvaise en raison d'une conception de spectre inadéquate, un angle d'inclinaison de 0 à 15 degrés n'est pas autorisé afin d'empêcher la lumière d'être projetée dans le ciel.
b. Appliquez autant que possible de la lumière sur la surface éclairée.
Le faisceau lumineux de la lampe doit être focalisé sur la région utile qui doit être éclairée dans une distribution d'éclairage acceptable, plutôt que d'irradier la zone voisine qui ne l'est pas. L'utilisation est une métrique qui peut déterminer dans quelle mesure la puissance lumineuse est focalisée sur l'application prévue. Il peut nous informer de la quantité de lumière qui est gaspillée et qui contribue à la pollution lumineuse, ainsi que de la quantité de lumière projetée dans des zones précieuses. Nous conseillons une utilisation d'au moins 75 % pour un éclairage standard.
c. Évitez d'utiliser trop de lumières.
Tout d'abord, il existe des normes d'éclairage établies pour chaque type d'éclairage. Vous devez être clair sur le niveau d'éclairage dont vous avez besoin en tant que responsable de la mise en œuvre du projet. Lors de la simulation de l'éclairage, nous devons utiliser le moins de luminaires et de watts nécessaires pour éclairer la zone requise. Évitez d'utiliser des luminaires avec des intensités lumineuses trop élevées et d'éclairer des surfaces qui ne sont pas essentielles. Les nombreuses normes d'éclairage routier sont bien expliquées dans la norme EN12301, qui a été énoncée dans le chapitre précédent. Pour déterminer la quantité d'éclairage appropriée pour éclairer la route, nous devons respecter les exigences associées et le niveau d'éclairage réel doit être maintenu dans la plage de 100 à 120 % de la norme minimale.
d. L'utilisation d'un système de contrôle d'éclairage.
La disponibilité des choix de contrôle d'éclairage coïncide avec l'adoption généralisée de l'éclairage à semi-conducteurs dans notre vie quotidienne. Cela leur permet de faire varier l'intensité des luminaires sans affecter les performances pour s'adapter aux diverses exigences d'éclairage des heures de travail. Grâce à l'utilisation de capteurs, de profils de gradation préprogrammés ou de signaux sans fil, le système de gestion de l'éclairage peut modifier l'éclairage public (pour les piétons et les voitures) en fonction de la densité d'utilisation des rues, des places, des allées, des zones résidentielles et des voies de circulation des véhicules . Voici quelques-uns des plus répandus trouvés sur les lampadaires :
- Gradation sur une minuterie : Cette fonctionnalité vous permet de modifier la puissance de la lampe la nuit. Seul le profil de gradation doit être programmé dans le pilote de LED pour cette fonctionnalité ; le pilote LED exécutera alors automatiquement la gradation conformément au profil de gradation. Nous pouvons faire cela pour assombrir le ciel après minuit.
- Rendement lumineux constant : La fonction CLO est utilisée pour tenir compte de la diminution progressive du flux lumineux tout au long de l'utilisation, car le lumen de la source lumineuse finira par décliner. Nous pouvons modifier le profil de gradation de la lampe à l'aide de la courbe TM21 (driver intégré). Afin de compenser la diminution du flux lumineux de la lampe pendant son fonctionnement, l'alimentation ajuste progressivement le courant de sortie pour augmenter la puissance de la lampe. Par conséquent, tout en tenant compte de la dégradation de la lumière, nous n'avons pas besoin d'utiliser des ampoules avec des puissances supérieures.
- Détecteur de mouvement : un détecteur de mouvement est un détecteur de présence qui s'allume lorsqu'il détecte un mouvement et reste allumé pendant une période de temps prédéterminée. Cela indique que parce que le détecteur de mouvement est activé, seules les personnes qui se trouvent sous ou à proximité des lampadaires bénéficieront d'un éclairage complet. Pour rendre le lampadaire plus écologique, il va baisser l'éclairage voire éteindre la lampe alors que rien n'est à sa portée.
e. Réduisez la quantité de lumière froide utilisée.
La lumière froide dans l'éclairage extérieur offre souvent aux spectateurs une expérience visuelle claire et concentrée. D'autre part, la lumière chaude rend les individus plus confortables et réduit la visibilité. Choisir entre une lumière froide et une lumière chaude sous un éclairage public est un phénomène courant, mais en tenant compte de la quantité de lumière bleue présente dans chaque température de couleur, nous pensons que vous pourrez prendre une décision éclairée plus rapidement. La lumière chaude a une température de couleur comprise entre 2700 et 4000, tandis que la lumière froide a généralement une température de couleur comprise entre 5000 et 6500. Dans cette dernière, le pourcentage de lumière bleue est considérablement plus faible. De nos jours, l'éclairage ambre a une température de couleur entre 1800 et 2000 K et contient 10% ou moins de lumière bleue (basé sur le modèle de puces LED et la température de couleur corrélée). La quantité de lumière bleue émise par les lumières est déjà régie par des lois dans plusieurs pays. Par exemple, le Chili exige que la quantité de rayonnement lumineux inférieure à 500 nm soit inférieure à 10 %, tandis que la République tchèque exige une quantité inférieure.
Résumé
Il est urgent de lutter contre la pollution lumineuse, mais certaines régions (comme l'Afrique) ont également besoin d'une mise à jour urgente de leurs infrastructures. À ce stade, la sélection, l'installation et le contrôle de l'éclairage public jouent un rôle important. Lors de la reconstruction de lampadaires dans les régions développées, nous devons éviter d'utiliser un éclairage excessif ou inadapté, et si les circonstances le permettent, nous pouvons les équiper de systèmes de contrôle sophistiqués. L'angle d'installation et le choix du spectre de l'éclairage public devraient être les principales considérations dans les régions moins développées. Essayez d'offrir aux clients l'option d'une minuterie, une solution de gradation plus conventionnelle et utile, afin que l'éclairage puisse être atténué dans la seconde moitié de la nuit pour réduire la pollution lumineuse et empêcher les gens de revenir à l'ancienne pratique de sur-éclairage dans zones développées. Cela peut également aider à économiser de l'énergie (réduction des dépenses publiques). En lisant cet article, nous espérons que chacun aura une meilleure connaissance de la pollution lumineuse et de ses risques. Nous espérons également qu'il aidera les concepteurs d'éclairage public, les producteurs, les acheteurs et les utilisateurs à prendre des décisions qui auront le moins d'effets négatifs sur l'environnement. Quand il s'agit de croissance économique sans trop nuire à l'environnement.
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