La lumière du jour en architecture et dans la planification
Dans une période où nous passons le plus clair de notre temps dans des pièces fermées, l'éclairage artificiel fait partie de notre quotidien. Pourtant, des milliers d'années d'évolution ont fait que le corps humain s'est adapté à la vie à l'extérieur. Notre perception visuelle et bon nombre de processus physiologiques humains se calquent sur la lumière naturelle des rayons du soleil.
Or, notre temps de présence à l'intérieur n'a cessé de s'allonger, notamment en raison d'une amélioration du confort, nous sédentarisant pour ainsi dire à l'intérieur. C'est pourquoi la lumière du jour joue un rôle central dans l'architecture moderne comme moyen d'agencement.
Il en résulte des espaces de vie, de travail et de résidence qui offrent une plus grande qualité de vie et allient le quotidien à un mode de vie plus originel. Une architecture bien pensée s'efforce de créer une connexion optimale entre l'intérieur et l'extérieur - en quelque sorte, sous la forme d'un compromis entre l'intérieur et la lumière du jour.
Pour déterminer la bonne taille et la disposition optimale des fenêtres, la planification architecturale tient surtout compte des réalités suivantes:
- Conditions de rayonnement
- Orientation
- Forme de la construction
Un apport continu de lumière à tout moment de la journée et à chaque saison est un facteur déterminant pour la qualité de vie. Pour profiter d'un apport suffisant de lumière du jour lors d'un aménagement des combles avec des fenêtres, il faut donc impérativement veiller à disposer les fenêtres en fonction de la course du soleil. L'affectation idéale des pièces dépend aussi de l'orientation des fenêtres ainsi que des besoins individuels, cela va de soi.
La lumière du jour dans la maison détermine l'atmosphère intérieure.
Toutes les lumières du jour ne se valent pas: la façon dont la lumière pénètre dans la pièce, à quel moment et depuis quel endroit sont autant de paramètres qui ont un effet essentiel sur l'ambiance lumineuse. L'impression que produit une pièce est déterminée par l'incidence de la lumière du jour et par la vue que procure chaque fenêtre - aussi la lumière du jour est-elle l'un des éléments centraux de l'aménagement intérieur.
Une relation harmonieuse et réussie entre l'intérieur et l'extérieur exerce une influence majeure sur le bien-être. Les diverses ambiances lumineuses sont produites par un placement ciblé des fenêtres et veillent à ce que les pièces soient constamment perçues différemment. En résumé, c'est grâce à la lumière du jour que les pièces prennent vie et que nous habitons l'espace.
Les fenêtres pour toit plat inondent la pièce d'air frais et de lumière du jour - même par temps couvert. © Patricia Weisskirchner | Baukooperative
«Par ailleurs, il est judicieux d'orienter le salon et la salle à manger plutôt vers le sud ou l'ouest. Ainsi, ces pièces profitent encore du soleil de l'après-midi et du soir, en hiver également.»
Miriam Medri
La lumière du jour et les toits plats
Si la fenêtre de toit s'est établie depuis longtemps dans les toits en pente, le sujet de l'exposition dans le cas d'un toit plat n'a été réglé que plus tard avec la combinaison d'une coupole et d'une fenêtre en verre de sécurité feuilleté. L'association d'une coupole et d'une fenêtre minimise aussi l'impact sonore du vent ou de la pluie.
Les fenêtres de toit et les fenêtres pour toit plat permettent de diriger la lumière de manière ciblée vers le fond de la pièce. Il n'est donc pas étonnant que de plus en plus d'architectes et de propriétaires optent pour des coupoles, des lanterneaux ou des verrières. L'effet de la lumière zénithale est également souligné par les murs et les meubles. Les fenêtres pour toit plat assurent à chaque saison une exposition équilibrée, aussi bien lorsque le soleil est haut que bas.
La planification de la lumière du jour, élément central de la phase de conception
La lumière de l'aube est 50 fois plus claire qu'un éclairage de bureau, et à midi, l'intensité lumineuse est même 500 à 1000 fois plus élevée. L'architecture de la lumière du jour ne revient pas à bâtir des maisons de verre. Il s'agit plutôt de se pencher sur le positionnement stratégique des fenêtres de façade, des lanterneaux, des fenêtres de toit, des fenêtres pour toit plat et autres éléments d'éclairement similaires, le but étant d'atteindre un niveau d'exposition tenant compte des exigences humaines.
La visualisation réalisée avec le VELUX Daylight Visualizer montre à quel point une source supplémentaire de lumière du jour fait une grande différence. La planification de la lumière du jour pendant la phase de conception garantit que tout le nouvel espace habitable sera suffisamment approvisionné en lumière. Par temps maussade, la lumière zénithale (venant du haut) qui passe à travers la fenêtre pour toit plat offre jusqu'à trois plus de lumière que la lumière horizontale qui vient des côtés.
Ainsi, une luminosité de base est assurée, même les jours de mauvais temps. La lumière dite diffuse, aussi appelée lumière douce, ne dépend ni de l'orientation ni du lieu. La distribution optimale des sources de lumière dans la pièce vient mettre en avant d'autant plus la matérialité et les contrastes. Il en ressort un aspect dynamique dans la pièce, et les défis liés à l'éclairage du fond de la pièce trouvent une solution.
La lumière du jour pour la santé
Notre rythme circadien, plus connu sous le nom d'«horloge interne», se calque sur la couleur de la lumière ou sa température de couleur, et pilote plusieurs processus de l'organisme, comme l'équilibre hormonal ou le rythme de sommeil. De plus, la lumière du soleil couvre tout le spectre lumineux. La lumière effectivement visible comprend uniquement une plage de 380 à 780 nanomètres. C'est particulièrement perceptible lorsque les rayons du soleil sont réfractés à travers un prisme de verre.
Les sources de lumière artificielle couvrent uniquement une partie de ce spectre lumineux, raison pour laquelle les parties responsables de la régulation hormonale de l'être humain manquent à l'appel. Une exposition permanente à la lumière artificielle peut venir perturber le rythme interne. Il est donc capital que les fenêtres ou les surfaces vitrées soient positionnées de manière ciblée afin de garantir un apport suffisant de lumière naturelle.
Les fenêtres de toit font entrer la lumière du jour dans des recoins de la maison qui étaient sombres auparavant.
Lumière du jour et vitamine D
La lumière du jour ne se contente pas d'activer notre circulation sanguine, elle stimule également la formation de la vitamine D, qui est importante pour la santé des cheveux, des os et des dents, mais qui peut aussi influencer le fonctionnement de notre système immunitaire. Lors d'une étude américaine de Denver, les scientifiques ont comparé le taux de vitamine D et l'état de santé de quelque 19 000 hommes et femmes.
Résultat: plus le taux de vitamine D dans le sang est bas, plus la fréquence des rhumes et des grippes est élevée. En outre, les participants présentant un faible taux de vitamine D étaient plus sujets à des maladies respiratoires. La lumière et la vitamine D sont donc intimement liées: une lumière du jour suffisante peut augmenter jusqu'à 90% le taux de vitamine D dans le corps.
Lumière du jour et dépression
Nombreuses sont les personnes à avoir le moral en berne pendant les mois à faible luminosité. Mais d'où cela vient-il au juste? Nos ancêtres préhistoriques passaient la plus grande partie de leur vie dehors, commençant leur journée avec les premiers rayons du soleil pour la terminer au coucher du soleil. Aujourd'hui, notre biorythme est perturbé par un manque de lumière du jour dans les pièces intérieures.
En hiver en particulier, ceci peut avoir des incidences sur l'humeur, voire favoriser l'apparition de maladies psychiques comme la dépression. Médecins et psychologues sont d'accord sur le fait que la lumière du jour peut prévenir les dépressions et même les guérir. C'est notamment pour cette raison qu'on accorde à l'utilisation de la lumière du jour une place particulière lors de la conception d'hôpitaux, d'écoles, de bureaux et de bâtiments résidentiels.
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La lumière du jour pour traiter des pathologies
Les études démontrent que l'on peut aussi mettre à profit les effets positifs de la lumière du jour dans le domaine hospitalier et des soins. Chez les patients présentant des problèmes psychiques, la lumière du jour déploie ses effets positifs surtout aux premières heures du matin après le lever du soleil.
Une étude médicale a montré que les bébés qui avaient été exposés à davantage de lumière du jour en journée et à aucune lumière artificielle pendant la nuit, étaient nettement plus actifs après leur sortie de la maternité que les bébés qui avaient passé leurs premières journées sous un éclairage relativement uniforme.
De même, le stress et les douleurs sont ressentis moins fortement sous l'effet de la lumière du jour: chez les patients qui ont été logés dans des chambres plus lumineuses, on a pu diminuer de 22% la dose d'antalgiques par rapport aux patients séjournant dans des chambres plus sombres. La qualité du travail du personnel médical augmente également avec la proportion de lumière du jour: d'après les recherches, le niveau d'éclairage influence la fréquence des erreurs d'administration de médicaments ainsi que la qualité de la documentation au sein des services hospitaliers.
La lumière du jour lors des apprentissages et au travail
Incroyable mais vrai: dans les années 60 et 70, on pensait majoritairement, un peu partout, que les fenêtres étaient une source de distraction pour les élèves dans les écoles, qu'elles augmentaient la consommation d'énergie et les coûts de maintenance et de réparation et présentaient un risque pour la sécurité. Tant et si bien qu'on a conçu des écoles sans aucune fenêtre dans certains états américains. De même, des salles de conférence ont été planifiées de manière à empêcher délibérément toute vue sur l'extérieur pour les utilisateurs.
Pourtant, la vue sur l'extérieur et une bonne dose de lumière du jour - nous le savons aujourd'hui - sont des facteurs essentiels pour le bien-être lors des apprentissages et au travail. En outre, la lumière du jour diminue le risque de maux de tête, protège de la fatigue oculaire et parfois même des nausées et de la dépression. Néanmoins, cette conclusion ne signifie pas qu'il faille construire des bâtiments tout en verre - la surchauffe, mais surtout l'éblouissement peuvent aussi avoir des conséquences négatives. L'idéal est de pouvoir réguler à la carte l'incidence de la lumière, pour permettre à chacun de déployer ses pleines capacités.
Sunlighthouse VELUX près de Vienne: autosuffisance en électricité, cinq fois plus de lumière du jour, systèmes de ventilation automatiques © Adam Mork | HEIN-TROY Architekten
La lumière du jour dans la maison fait économiser l'énergie
Outre ses effets sur la santé et son rendu esthétique, la lumière du jour contribue aussi aux économies d'énergie. Dans les grands bâtiments comprenant de nombreux espaces de séjour et salles annexes, la nécessité d'allumer l'éclairage artificiel est un vrai poste de dépenses. Dans des bâtiments comme les centres commerciaux et les bureaux, mais aussi les hôpitaux, les écoles et jardins d'enfants, la lumière qui vient du haut est une solution idéale pour acheminer une grande quantité de lumière du jour à l'intérieur du bâtiment et éclairer uniformément les pièces, sans éblouir.
à cet égard, il est important d'adopter une approche globale de la planification énergétiquement efficace - notamment en ce qui concerne la physique du bâtiment et la future affectation. La VELUX Sunlighthouse en Autriche montre que l'on peut concilier ces différents critères de qualité d'un bâtiment. Dans ce concept de maison visionnaire, la consommation d'énergie du bâtiment, son rapport à l'environnement et la qualité du climat intérieur sont mis sur un pied d'égalité.
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