Ecole d’architecture, comment bâtir l’école ? Guide lumière

Comment bâtir l’école ? Ce n’est pourtant pas quelque chose qu’on apprend en Ecole d’architecture ! Mais en France, plus de 13 millions de personnes fréquentent tous les jours un lieu d’enseignement, un collège ou un lycée. Soit plus de 63 000 établissements dédiés à l’éducation. Avec un bâti scolaire de 157 millions de mètre carré représentant 30 % du patrimoine public, ces structures accueillent 12 millions d’élèves. Face aux défis démographiques, sociologiques et écologiques actuels, une adaptation de ce patrimoine est plus que pertinente. Elle souligne l’importance de la construction, de la rénovation et de l’aménagement de ces infrastructures pour nos enfants. Publié par ministère de l’Education nationale, le guide Bâtir l’École fait référence dans ce domaine. Il renferme plusieurs guides, dont un sur la lumière et éclairage. C’est ce dernier que je résume dans cet article. J’y ajoute dans de nombreux exemples d’architecture contemporaine avec des liens sur des projets d’architectes parus dans nos colonnes. En ce premier jours du printemps, vive le métier de professeur et d’enseignant !

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Ecole d’architecture, comment bâtir l’école ?

La lumière est cruciale pour l’apprentissage. Didactique et instructif, le guide Bâtir l’école présente les enjeux et les solutions pour un éclairage de qualité. Elle peut vraiment améliorer la réussite scolaire des élèves. Des recherches récentes précisent que la concentration des jeunes est impactée par l’éclairage artificiel comme leur exposition à la lumière naturelle. Tout en favorisant le développement visuel chez les enfants en bas âge, un éclairage de qualité peut réduire la fatigue et prévenir la myopie chez les élèves.

Sur le plan environnemental, l’optimisation de l’éclairage dans les établissements scolaires est essentielle pour réduire la consommation énergétique. L’ADEME estime que la rénovation de l’éclairage peut économiser entre 40 à 80 % d’énergie, en partie grâce au remplacement des ampoules traditionnelles par des LED, plus efficaces et durables. En bref, un éclairage adéquat ne simplifie pas seulement la maintenance, mais joue un rôle clé dans la réduction des coûts énergétiques et soutient les objectifs de développement durable.

Attendus lumière et éclairage à l’école élémentaire en architecture

Éclairage artificiel en complément de la lumière naturelle

L’éclairage artificiel ne devrait intervenir que comme complément à la lumière naturelle. C’est ce que l’on enseigne dans les écoles d’architecture en France. C’est un paramètre essentiel pour l’environnement également. De plus, il serait à utiliser uniquement lorsque que la lumière du soleil est insuffisante. L’architecture scolaire contemporaine privilégie donc l’utilisation maximale de la lumière du jour, notamment par la planification stratégique des bâtiments et le dimensionnement des ouvertures vitrées.

Idéalement, les classes devraient s’orienter nord-sud plutôt qu’est-ouest pour optimiser l’éclairage naturel. L’utilisation d’éclairage artificiel est réduite grâce à une orientation adéquate des fenêtres. Cependant, il faut veiller à l’équilibre entre maximisation de la lumière naturelle et risques de déperditions thermiques, souvent mitigés par l’installation de doubles vitrages.

Facteur de lumière du jour à intégrer dès la conception

Pour limiter les effets du rayonnement solaire, souvent exacerbés pendant certaines périodes de l’année ou avec une orientation est-ouest des bâtiments, l’installation de protection solaire se révèle nécessaire. Casquettes, stores, brises-soleil et volets contribuent à réduire les apports solaires dans une école.

Les arbres à feuilles caduques offrent aussi un excellent par soleil tout en permettant la pénétration de la lumière en hiver. Opérer le choix d’une casquette paraît être la meilleure stratégie à long terme. Elle permet d’assurer la durabilité des installations, avec une étude précise et adapte aux spécificités du site.

Pour une rénovation, sans nécessiter de lourds travaux, l’ajout de casquettes passives peut s’avérer une solution efficace avec des matériaux durables et légers. Contrairement aux stores motorisés qui demandent un entretien régulier, les dispositifs peu technologiques sont préférés pour leur durabilité.

Tout en évitant les distractions, l’aménagement des espaces scolaires doit nécessairement considérer l’apport de lumière naturelle. Les baies vitrées assurent un éclairage optimal. Elles offrent des vues extérieures reposantes. Parfois, elles peuvent aussi détourner l’attention des élèves. Sans bloquer la lumière, les films occultants se révèlent une solution économique pour maintenir la confidentialité. Toutefois, leur installation demande une attention particulière au nettoyage et à l’entretien.

Solutions lumière à privilégier pour l’éclairage des salles de classes

Concevoir un éclairage adapter aux différentes activités

Quelqu’un soit l’architecture, l’éclairage dans les écoles doit être adapté à l’âge des élèves et à leurs activités. Pour les jeunes apprenant la lecture et l’oralité, il est important d’avoir un éclairage qui favorise la visibilité des visages des enseignants.

Par ailleurs, pour éviter l’éblouissement, surtout dans les salles de motricité, il convient de ne pas utiliser d’éclairage direct au-dessus des zones où les élèves pourraient être allongés.

Il est également important d’ajuster l’éclairage en fonction des besoins spécifiques comme la projection de vidéos ou les périodes de repos, grâce à des systèmes permettant de moduler l’intensité lumineuse. L’utilisation de luminaires à très basse luminance aide à prévenir l’éblouissement et assure une répartition uniforme de la lumière, essentielle pour le confort visuel dans les salles de classe.

Le niveau d’éclairement sur plan de travail cumule les effets de l’éclairage direct par une baie et un luminaire avec ceux de la réflexion sur le plan de travail.

Tableau du niveau de réflexion des parois recommandé

Ecole d’architecture, comment bâtir l’école ? Voici un extrait de la page 126 de la notice technique, Eclairage, Bâtir l’Ecole © Ministère Education Nationale 2022

Ecole, créer des ambiances lumineuses selon l’activité des élèves

Créer des ambiances lumineuses adaptables aux différents moments de la journée peut améliorer le confort et l’efficacité dans les espaces scolaires.

• Une lumière froide et intense le matin stimule l’éveil et l’apprentissage des élèves.
• Une lumière plus chaude et douce est adaptée pour les espaces de repos. Avant les pauses, elle favorise la détente.

L’intégration des sources lumineuses, couleurs et matériaux enrichit l’atmosphère générale et le bien-être des usagers. La modularité de l’éclairage selon les zones d’activité et les conditions lumineuses extérieures est à prendre en compte. Elle doit combiner de manière intelligente éclairages naturels et artificiels, directs et indirects. La lumière indirecte, notamment en cas de faible luminosité à l’extérieur, aide à maintenir un confort visuel. Il réduit les contrastes et en évite l’éblouissement causé par les surfaces réfléchissantes comme les écrans.

Un éclairage pour tous, même pour les enfants hypersensibles

Pour mieux gérer l’éclairage, certains enfants hypersensibles à la lumière ou ayant des déficiences visuelles peuvent bénéficier d’aménagements spécifiques. Pour ajuster la lumière naturelle, il est possible d’installer des systèmes d’occultation, d’utiliser un éclairage modulable par zones ou encore d’opter pour des gradateurs d’intensité et de température de couleur.

Pour ceux qui en ont besoin, des installations adaptées permettent également de placer des lampes de bureau individuelles.

La technologie LED s’adapte aux exigences spécifiques grâce à des systèmes de variation de l’intensité et de la température des couleurs. Selon le moment de la journée, l’éclairage est ainsi personnalisé aux activités des locaux et en fonction de la qualité de la lumière naturelle.

Toutefois, il est important de se méfier des effets de papillotements, de flicker en anglais, provoqués par la distorsion du courant alternatif. C’est particulièrement le cas avec des LED de mauvaise qualité qui affectent le confort visuel, notamment chez les enfants.

Utiliser la technologie à bon escient avec les usagers

Il est essentiel de former les usagers à l’utilisation des équipements d’éclairage dans les écoles. En effet, ils permettent d’assurer une gestion optimale de la lumière et de réaliser des économies d’énergie significatives. Intégrant de la détection de présence et du pilotage automatique, les systèmes modernes adaptent l’éclairage en fonction de l’utilisation des locaux et de la lumière naturelle disponible. Cependant, leur simplicité d’utilisation est un élément fondamental pour garantir leur efficacité et leur pérennité. Il est aussi important de noter que ces technologies, bien que coûteuses, peuvent contribuer à l’équilibre budgétaire des projets éducatifs en réduisant les dépenses énergétiques.

Une piste à explorer serait les contrats de performance durable qui engageraient les prestataires à assurer l’efficacité des systèmes d’éclairage sur le long terme. Penser à la maintenabilité et à la durabilité des installations lors de la conception des bâtiments scolaires garantit leur performance dans le temps. Les systèmes nécessitant peu d’entretien et facilement accessibles sont à privilégier pour faciliter la maintenance et éviter les coûts additionnels.

Il est également conseillé d’éviter les éclairages avec détecteurs de mouvements qui s’activent uniquement en marche/arrêt. A ce titre, il serait mieux de choisir des dispositifs qui diminuent progressivement l’intensité lumineuse pour minimiser les risques d’éblouissement. La conception des espaces doit également prendre en compte la sensibilité à la lumière de certains élèves en limitant la taille des baies vitrées. Ces ajustements permettent de créer un environnement d’apprentissage optimal tout en respectant les contraintes budgétaires des établissements éducatifs.

Exigences réglementaires et normatives à prendre en compte

Les principales normes et réglementations sur l’éclairage pour les écoles (maternelle, élémentaire, collège, lycée général et technologique, lycée professionnel) :

• Articles R. 4213-2,R. 4213-3 et R. 4223-1 à R. 4223-12 du Code du travail.
• Articles « Éclairage » de l’arrêté du 8 décembre 2014 relatif à l’accessibilité des personnes handicapées dans les ERP.
• Article 14 de l’arrêté du 8 décembre 2014 relative à l’accessibilité des ERP situés dans un cadre bâti existant.
• Articles « Éclairage » de l’arrêté du 3 mai 2007 (RT par éléments) qui régissent les exigences de performances énergétiques lors de la majorité́ des rénovations.

• Norme NF EN 12464-1 définit les critères d’un éclairage optimal des lieux de travail intérieurs pour assurer confort et performance visuelle. Toutes tâches, y compris celles sur écran, sont prises en compte, avec des spécifications précises selon le type d’espace (bureaux, circulations).
• NF X 35-103 complémente cette approche en intégrant facteurs ergonomiques comme l’âge de l’utilisateur ou les situations à risque.
• Guide de l’ADEME sur la rénovation de l’éclairage dans les bâtiments tertiaires offre une exploration détaillée des démarches de projet et approfondit les normes techniques et réglementations pertinentes.
• Charte de l’éclairage LED du Syndicat de l’éclairage énumère les critères de qualité pour les équipements d’éclairage LED, permettant aux maîtres d’ouvrage de questionner les fabricants sur ces aspects.

Indicateurs cibles souhaitables pour les espaces scolaires des architectes

Ecole d’architecture, comment bâtir l’école ? Voici un deuxième extrait de la notice technique, page 130, Eclairage, Bâtir l’Ecole © Ministère Education Nationale 2022

L’article 44 de la RT par éléments impose une puissance installée maximale pour l’éclairage général de 1,6 W par m2 par tranche de 100 lux (soit par exemple pas plus de 8 W par m2 si l’on souhaite 500 lux sur table). L’indice de rendu des couleurs (IRC) doit toujours être supérieur à 80 ; et l’indice de dangerosité optique des sources d’éclairage doit appartenir au groupe de risque GR0.

Bâtir l’École, un guide des bâtiments scolaires et d’éducation

Bâtir l’École est un guide de l’école élémentaire de 239 pages. Il vise à révolutionner les bâtiments scolaires. résultat d’un processus participatif impliquant tous les acteurs du milieu éducatif, ce manuel vise à optimiser les espaces d’apprentissage. Il propose des solutions concrètes pour l’adéquation entre les besoins des utilisateurs et les infrastructures lors de constructions ou rénovations. Destiné principalement aux personnels de l’Education nationale et aux collectivités, il sert d’outil de référence pour améliorer les conditions d’enseignement et de bien-être dans les académies françaises.

Il est structuré en plusieurs documents, dont certains sont communs sur plusieurs sujets : introduction, fiches espaces, notices techniques, des livrets pour une ouverture sur le territoire et d’autres sur la conduite de projet. L’éclairage est la troisième notice technique du guide Bâtir l’École. Elles présentent les enjeux et les solutions de cette thématique. Bravo pour ce chapitre sur la lumière pour le bien être des élèves !

Approfondir le sujet

• Éclairage de l’institution Sainte Trinité de Lacube architectes
• Sophie Jost : éclairage du bâtiment et rendu des couleurs
• ENS Paris-Saclay : éclairage de Nawel Creach-Dehouche

Photo en tête de l’article : Lycée Européen, Noisy Le Grand, France – Architecte 234 Architectes – Lumière naturelle du soleil à midi – Brise-soleil architectural lames fixes, forme ovoïde Tellier Brise-Soleil – photo © Luc Boegly