Description de la lumière naturelle

Les bâtiments sont caractérisés par une géométrie, une exposition, la nature des revêtements internes et externes, des systèmes d’occultation (stores, vitrages) qui modifient considérablement la nature de la lumière incidente. La performance visuelle du l’usager, sa perception de l’environnement, son humeur, sa santé, son confort général et visuel sont ainsi soumis à la conjugaison :

• du gisement de lumière naturelle sur le site du projet,
• de la forme et la nature même du bâtiment.

Par exemple, les photographies ci-contres représentent le même local, sous deux conditions climatiques différentes : un ciel couvert (en haut) et un ciel sans nuages (en bas). L’ambiance générale de la pièce est modifiée, de même que la distribution des niveaux d’éclairements et des teintes (les valeurs de températures de couleur expriment des écarts notables). Ces paramètres interviennent dans des critères de satisfaction de l’éclairage par l’utilisateur.



Ce chapitre a pour but de décrire l’origine et les caractéristiques de la lumière naturelle. Cependant, ce serait une erreur de ne parler que du soleil. En effet, s’il est la source originale de lumière naturelle sur terre, nous devons toutefois nous intéresser pleinement aux sources secondaires générées par les phénomènes optiques de réflexion, diffusion, absorption sur son rayonnement : distinguons la voûte céleste d’une part et l’environnement terrestre d’autre part. Voilà ainsi trois éléments qui composent un tout que nous appelons communément «lumière naturelle». Exceptionnellement, certains chercheurs définissent par ce terme les seules contributions du soleil direct et de la voûte céleste ; concernant en outre le domaine architectural auquel nous nous intéressons comme application de l’étude, il est nécessaire d’y inclure le rayonnement réfléchi par l’environnement du bâtiment, qu’il s’agisse du sol et son relief ou bien du bâti générant tous deux des réflexions et éventuellement des ombres.

SOMMAIRE

1. La source principale : le soleil
   • La position géométrique du soleil
   • Le rayonnement solaire hors atmosphère
2. Une source secondaire : la voûte céleste - Structure et composition de l’atmosphère
   • Structure de l’atmosphère
   • L’air sec atmosphérique
   • L’eau
   • Les aérosols
   • Les nuages
3. Influence des constituants atmosphériques sur le rayonnement solaire
   • Description générale
   • Absorption spectrale du rayonnement solaire
   • Diffusion spectrale du rayonnement solaire
   • Influence des nuages
   • Bilan sur la forme spectrale et la couleur du ciel diffus