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Éclairage public : extinction ou gestion ?

Éclairage public : extinction ou gestion ?

Depuis plusieurs années, les pouvoirs publics mènent des expériences d'extinction de l'éclairage routier, soit de manière complète ou de manière partielle à certaines heures de la nuit, afin de diminuer la facture d'énergie à charge de la collectivité. Régulièrement, des études indépendantes soulignent pourtant l'importance de l'éclairage en matière de sécurité. Leurs conclusions conduisent souvent les autorités à faire marche arrière.

Le Groupe Schréder est convaincu que l'implémentation de nouvelles technologies à tous les niveaux (luminaires, sources lumineuses et systèmes de contrôle) permet de réaliser des économies d'énergie au moins égales sinon supérieures par rapport à l'extinction complète sans mettre en péril la sécurité des usagers de la route et de leurs passagers.

Eclairage public et sécurité routière : historique des principales études

La question d’éclairer ou non les routes et autoroutes existe depuis que l’on a décidé de les éclairer la nuit. La première étude reconnue, d’origine française, date de 1935 [Geets R. (1980)].
Il établissait déjà “L’éclairage des voies de grande communication est une nécessité”.

L'étude Belge

En Belgique dès 1968, un recensement des routes à éclairer sur base de critères de densités de circulation est réalisé. Le but est de trouver une bonne façon de décider si on éclaire ou non. L’accent est mis sur la sécurité. En 1978, un premier état des lieux est publié [Geets R. (1980)].
Globalement, une réduction de 30% des accidents semble se confirmer, cette diminution est plus importante pour les blessés et tués.

Ce même rapport de Geets mentionne que l’éclairage des autoroutes représente à peine 0,1% du budget de l’état, investissements et entretien compris. La consommation, quant à elle, n’est égale qu’à 0,07% de la consommation énergétique totale de la Belgique

Cependant en 1981, le gouvernement belge décide non seulement d’éteindre l’éclairage autoroutier une partie de la nuit mais également, en phase d’allumage, de diminuer de moitié le niveau de luminance en déconnectant la moitié des lampes. Un étude statistique des résultats de cette nouvelle mesure sur l’accidentologie paraîtra en 1987 [De Clercq, G. (1987)].

Ce rapport confirme les conclusions d’études antérieures, à savoir que l’éclairage routier exerce une influence favorable sur le nombre d’accidents, de blessés graves et de tués.

Extinction de l’éclairage

 Augmentation

 Accidents
 Tués
 Blessés graves

 6.3%
 38.5%
 108%

 Réduction de l’éclairage

 Augmentation

 Accidents
 Tués
 Blessés graves 

 23.9%
 10%
 98.6%

Tableau 1: Pourcentage des accidents en plus lors des 2 scénarios mis en place

Etude française 

L’AFE (Agence Française de l’éclairage) a commandité au CNRS (Centre national de la recherche scientifique) une recherche effectuée entre 1998 et 2002 [AFE (2009)]. Cette fois-ci la démarche ne prend en compte aucune statistique sur le terrain mais uniquement les réactions du conducteur dans son véhicule. 

Cette expérimentation sur simulateur permet d’éliminer les facteurs faussant les statistiques tout en garantissant la sécurité de la personne qui effectue le test en cas d’accident. Ces études permettent de vérifier si l’éclairage routier contribue ou non à améliorer la sécurité. Par exemple, lors de l’étude, on provoque une situation d’accident potentiel pour tester les réactions du conducteur.

 

Bonne anticipation

Accident

Non-éclairé

4 conducteurs

4 conducteurs

Eclairé

10 conducteurs

2 conducteurs

Tableau 2: Résultats de l'anticipation des conducteurs

 
Etude norvégienne 

Une des plus importantes publications de ces dernières années est une thèse de doctorat rédigée en Norvège par Wanvik, P. O. L’éclairage routier nocturne engendre une réduction des accidents avec blessés de 30%. Les effets principaux sont :

(1) Une réduction des accidents mortels de 60%.
(2) Une réduction des accidents avec des piétons entraînant des blessures de 45%.
(3) Une réduction des accidents avec blessés sur autoroute de 50%.

Cet échantillon d’études démontre que l’éclairage routier et autoroutier est nécessaire pour améliorer la sécurité des usagers. Cependant, la décision d’éclairer ou non revient toujours aux pouvoirs publics. 
Beaucoup d’outils existent aujourd’hui (normes, sources, technologies,…) pour permettre d’éclairer au bon niveau, au bon endroit et pourquoi pas au bon moment ! Le tout en répondant aux attentes économiques et sécuritaires des pouvoirs publics et des usagers. 

 

Maintenir l’éclairage et faire des économies : un exemple

Depuis que les premières routes ont été éclairées, l’éclairage et la manière d’éclairer ont beaucoup évolué. Ce n’est pas le cas du type de source qui équipe majoritairement notre réseau routier et autoroutier qui est resté figé depuis 30 ans : la lampe sodium basse pression. Certes, l’efficacité lumineuse (lumen/watt) de celles-ci reste intéressante. Mais aujourd’hui, ce n’est plus seulement l’efficacité de la source qu’il faut prendre en compte.

D’autres types de sources ont entretemps évolué sur plusieurs critères : l’efficacité lumineuse, la température de couleur, le rendu des couleurs, la durée de vie et dernièrement sur l’aptitude à la gradation (dimming) par rapport à la durée de vie.
La généralisation de l’électronique dans les auxiliaires permet de mettre à disposition de nouvelles fonctionnalités (Constant Lumen Output, Adjustable Lumen Output,…). 
Les options de pilotage (unidirectionnel et bidirectionnel) peuvent gérer non seulement le flux lumineux, mais aussi le luminaire dans son ensemble (temps de fonctionnement, mortalité de la source, pannes, …).
Tous ces récents progrès amènent une maintenance optimisée de l’éclairage public.

Cependant, il reste un domaine où l’on peut encore avancer: la gestion du niveau de l’éclairage en fonction des besoins du lieu et du moment.

Prenons un exemple d’une voirie dont l’éclairage public doit être rénové. Les pouvoirs publics demandent plusieurs solutions techniques pour ce projet. Ces solutions devront répondre à plusieurs critères :

  • Rénovation SHP (sodium haute pression) ou LED
  • Evaluation des consommations annuelles d’énergie 


Dans ce cadre, nous ajoutons deux critères supplémentaires pour évaluer l’efficacité d’un luminaire ou d’une installation :

  • Taux de service : proportion, sur la nuit, des usagers (véhicules, piétons, cyclistes,…) qui bénéficient de sa lumière.
  • Taux de pertes : rapport entre les temps cumulés d'absence d'usagers sous le luminaire allumé et la durée de la nuit.


Pour cette simulation, nous prendrons en compte plusieurs hypothèses :

  • Conformité à la norme NBN 13201
  • Une nuit moyenne de 12h
  • Un trafic nocturne principalement concentré sur 4h 
  • 6 scénarii de modulation du niveau de l’éclairage

 

Profile nocturne

Configuration

 

Les 3 premiers scénarii sont établis sans équipement
spécifique, il s’agit d’une gradation simple ou d’une
extinction.

Les 3 autres scénarii ont besoin d’un
détecteur pour gérer l’allumage et l’extinction du luminaire selon la présence ou non d’un usager. Les phases d’allumages et d’extinction étant rapides et imprévisibles lorsqu’un capteur est utilisé, seule la solution LED sera calculée pour les 3 derniers scénarii.

Certains raccourcis sont pris dans les hypothèses de ce
comparatif (par exemple durée d’une nuit moyenne),
cependant elles sont les mêmes pour tous les scénarii
et types de sources.

 

1

100% toute la nuit

2

50 % de 22h à 6h

3

0% de 22h à 6h

4

Détéction de 22h à 6h

5

Détection toute la nuit

6

Détection toute la nuit + 50 %
de 22h à 6h.

Figure 1: Scénarii définis pour la comparaison des solutions


Comparatif

L’éclairage existant du quartier est composé de 7 luminaires équipés de SHP (sodium haute pression) 100W et de 22 luminaires HPL (vapeur de mercure haute pression) de 125W. La solution SHP préconisée se compose de 31 luminaires de 100W, la solution LED de 38 luminaires de 54W.

Sur base des hypothèses imposées, nous pouvons dès lors établir la consommation annuelle la solution existante et pour les deux solutions de remplacement ainsi que pour chaque scénarii.

Figure 2: Comparatif de l'énergie annuelle consommée par scénarii

L’éclairage public est un service à la population. Ce service doit être disponible 100% du temps.
D’un autre côté, on estimera que ce même éclairage n’a pas besoin d’être allumé lorsqu’il n’y a personne sous l’éclairage. C’est à ce moment que le taux de service et de pertes s’affrontent. Il faut maximiser le premier tout en minimisant le second.
La Figure 3 montre le rapport de ces deux critères suivant les différents scénarii.

 

Figure 3: Taux de service et perte pour les différents scénarii

Figure 4: Pertes financières pour les deux solutions en fonction des scénarii

L’estimation des pertes financières [Figure 4] met en avant les pertes engendrées en laissant l’éclairage allumé quand il n’y a personne.
Les LEDs permettent d’atteindre une perte financière nulle ce que les sources classiques ne peuvent faire vu qu’elles ne permettent pas une détection permanente.
Encore une fois, le choix du type de gestion est déterminant dans cette comparaison.
Par exemple, les pertes financières sont les mêmes entre un éclairage éteint de 22h à 6h et un éclairage équipé d’une détection pendant cette période. Cependant le taux de service rendu à la population n’est pas le même. 
 

Conclusion 

L'éclairage routier et autoroutier est indispensable pour assurer la sécurité des usagers et des services d'intervention (police, ambulance...). Aujourd’hui, il est possible d’adapter l’éclairage public aux besoins de chaque intervenant.
Un pilotage approprié aux besoins des usagers permet en parallèle d'apporter une solution aux besoins d'économies financières recherchées par les pouvoirs publics.
La simple extinction d’une installation existante n’est pas la solution sur le long terme.
Les dernières avancées technologiques offrent la possibilité de mettre en place des économies structurelles dans le domaine de l’éclairage public.

Pour plus de détails, consultez le dossier complet

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