Bilan énergétique des lanterneaux : comment le mesurer ?

Toutes les études démontrent qu’une solution d’éclairage naturel bien pensée a un impact très positif sur les consommations énergétiques des bâtiments. Les lanterneaux jouent un rôle important dans la réduction des besoins en énergie.

Pour évaluer la performance des lanterneaux et leur bilan énergétique, plusieurs paramètres clés doivent être pris en compte. Cela inclut la Surface Lumière Efficace (SLE), l’apport de chaleur solaire (Facteur Solaire) et la conductance thermique URC.

L’importance de la conductance thermique

L’aptitude d’un lanterneau à transférer la chaleur est traduite en « conductance thermique URC » et exprimée en W/m².K .

Ce paramètre est crucial pour mesurer les pertes de chaleur du lanterneau, influençant le bilan énergétique du bâtiment.

Qu’est-ce que le coefficient de conductance thermique Urc ?

Le coefficient de conductance thermique URC d’un lanterneau désigne le flux de chaleur total qui passe à travers 1 m² de paroi, avec une différence de température de 1°C entre ses deux faces. Plus le coefficient est faible, plus le lanterneau limite les pertes de chaleur, ce qui améliore l'efficacité énergétique du bâtiment.

Comment est calculée la valeur URC ?

Cette conductance thermique URC est déterminée par rapport à la surface extérieure et calculée suivant les instructions du guide de référence Eurolux (selon EN 1873 et EN 14963).

Elle prend en compte les conductances thermiques suivantes :

  • Ut : conductance thermique du remplissage (en W/m²K)
  • Ue : conductance thermique du profil de rive
  • Uup : conductance thermique de la costière

Déperdition thermique faible

Conductance thermique

Urc (en W/m2.k)

Pourquoi la conductance thermique du lanterneau s’exprime en Urc et non en Uw ?

Le coefficient Uw est la grandeur caractérisant l’ensemble des déperditions par les fenêtres (w pour window). Le calcul du coefficient de transmission thermique des parois vitrées Uw s’effectue en pondérant les caractéristiques thermiques des composants par leurs surfaces ou linéaires correspondants. Il est ensuite rapporté à la surface totale de la paroi et s’exprime en W/(m².K).

A quoi correspond le coefficient Urc installé et qui doit le calculer ?

Le coefficient Urc installé est calculé en prenant en compte l’installation de la costière dans le complexe de la toiture. Selon le guide Eurolux, c’est au bureau d’études de prendre en compte la part de costière intégrée dans l’isolation de la toiture et les dimensions nominales du lanterneau dans la toiture – à partir des caractéristiques du lanterneau fournies par le fabricant.

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Mesurer la surface lumière efficace (apport de lumière)

Qu’est-ce que la surface lumière efficace ?

La Surface Lumière Efficace (SLE) permet de mesurer la quantité de lumière naturelle transmise par un lanterneau dans un bâtiment. Elle est exprimée en et est essentielle pour déterminer combien de lanterneaux sont nécessaires pour atteindre un niveau de lumière naturelle souhaité, appelé Facteur Lumière du Jour (FLJ).

Comment se calcule la SLE ?

La SLE se calcule en fonction de la surface du bâtiment, du coefficient de transfert de lumière du bâtiment, et du facteur de lumière du jour souhaité :

Surface du bâtiment x Coefficient de transfert x Facteur de Lumière du Jour = SLE x Nombre de lanterneaux

Ce calcul permet de déterminer le nombre de lanterneaux à installer pour maximiser l'apport en lumière naturelle. Cela améliore le confort lumineux tout en réduisant la consommation d’énergie liée à l'éclairage artificiel. 

L’importance de l’éclairage naturel

L’éclairage naturel, ou apport de lumière provenant du ciel, est directement influencé par la SLE. Optimiser cette valeur contribue à une réduction des coûts énergétiques liés à l’éclairage, en particulier dans les grands bâtiments industriels ou commerciaux.

Éclairage naturel

Surface Lumière Efficace

SLE (en m²)

Prendre en compte l’apport solaire gratuit 

Qu’est-ce que le facteur solaire ?

Le facteur solaire (coefficient g) mesure la capacité d’un lanterneau à transmettre la chaleur solaire à l’intérieur du bâtiment. Il est exprimé en pourcentage (%) et indique la proportion de rayonnement solaire qui traverse le lanterneau et est convertie en chaleur.

Pourquoi l’apport solaire gratuit est-il Important ?

L’apport solaire gratuit permet de chauffer naturellement le bâtiment, réduisant ainsi les besoins en chauffage pendant les périodes plus froides. Toutefois, il est crucial de réguler cet apport pour éviter la surchauffe en été.

L’équilibre entre le facteur solaire et l’efficacité énergétique du bâtiment est essentiel pour assurer un confort thermique optimal tout au long de l’année. 

Apport naturel de chaleur solaire

Facteur solaire

G (en %)

Optimiser le bilan énergétique avec les lanterneaux

Les lanterneaux jouent un rôle crucial dans l’optimisation du bilan énergétique d’un bâtiment, en améliorant la gestion de la lumière naturelle et en régulant les apports thermiques. Voici quelques stratégies pour maximiser cette performance 

Choisir des matériaux isolants de qualité

Utiliser des lanterneaux avec une conductance thermique faible permet de réduire les déperditions de chaleur, améliorant ainsi l’efficacité thermique du bâtiment.

Maximiser la transmission lumineuse

Sélectionner des lanterneaux avec une haute Surface Lumière Efficace pour maximiser l'apport de lumière naturelle et diminuer les besoins en éclairage artificiel.

Contrôler les apports solaires

Ajuster le facteur solaire selon les besoins du bâtiment et les conditions climatiques locales permet de maintenir un bon équilibre entre chaleur solaire et confort thermique. Cela contribue également à réduire les coûts énergétiques liés au chauffage.

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