Lumière naturelle : comment en avoir plus ? (et améliorer notre vie)

La lumière naturelle (ou lumière du jour) est essentielle à la vie. On le sait depuis bien longtemps. Elle est à l’origine de la photosynthèse par exemple. 

Très peu d’organismes vivent ainsi au fond des océans, ou dans des grottes là où l’obscurité est permanente.  

Vous imaginez-vous vivre dans une grotte ? Comme le spéléologue Michel Siffre qui a passé 58 jours à 110m sous terre (et seul) ? 🤔 Pas vraiment…

Pourquoi ? Parce que nous avons BESOIN de la lumière du jour

Et pas seulement pour voir le monde qui nous entoure. 

Aussi et surtout car ça nous fait du bien, physiquement et mentalement

Nous passons la majeure partie de nos journées à l’intérieur. L’accès à la lumière naturelle est donc un enjeu majeur dans l’architecture d’un bâtiment. Et donc dans notre maison.

Alors comment faire pour avoir plus de lumière naturelle chez soi ? Quels bénéfices concrets je peux en tirer ? Petit éclairage sur le sujet 💡. 

Et je vous explique à la fin comment avoir la lumière du soleil partout chez vous, même dans la cave 😉 !

La lumière naturelle est bonne pour mon moral (et mon portefeuille)

La vérité sur le jetlag

Si vous avez déjà pris l’avion vers l’Est ou l’Ouest sur de grandes distances, vous savez que vous allez ressentir de la fatigue pendant quelques jours. 

Cette méforme est dû au manque de sommeil (sans rire).

MAIS il est lui-même le résultat d’une grosse perturbation dans votre exposition à la lumière naturelle (ah nous y voilà !).

Car notre horloge biologique se base sur le rythme jour / nuit pour réguler le fonctionnement de notre organisme. 

Ainsi, le matin, la lumière naturelle du lever du soleil (de couleur bleue) entraîne la production de cortisol, une hormone qui stimule l’activité physique et cérébrale. (bon ok, y a des matins où il faudrait un peu plus de cortisol dans le café… 😅)

A l’inverse, le soir, lorsque la luminosité baisse, le cerveau reçoit l’information de délivrer de la mélatonine, hormone qui favorise le sommeil. Notre corps est ainsi réglé sur un fonctionnement cyclique d’environ 24h (on appelle ça le cycle circadien).

On n’est pas mal fait quand même, n’est-ce pas ?  

Pour revenir au jetlag, lorsque les heures d’exposition à la lumière naturelle se trouvent modifiées par notre voyage, notre corps est perdu. Il reçoit des signaux qui ne correspondent plus à son état d’activité précédent (ou de fatigue). D’où la méforme passagère. 

La lumière c’est la santé

Au quotidien nous avons donc besoin de lumière naturelle. Les études scientifiques le montrent, le manque de lumière (et donc le dérèglement de notre horloge biologique même sans prendre l’avion) entraîne des effets néfastes sur notre santé : stress, insomnies, fatigue, dépression, problèmes de concentration, et même des troubles digestifs, cardiovasculaires ou encore des cancers…

Alors que si nous sommes suffisamment exposés à la lumière naturelle, notre santé s’améliore grandement : récupération optimisée, bonne humeur, détente, sentiment d’énergie, meilleure productivité…

Le Prix Nobel de littérature Georges Bernard Shaw a reconnu les bienfaits de la lumière naturelle sur sa créativité et sa productivité. Au point de construire un bureau rotatif pour suivre la course du soleil…

Le problème est de savoir comment y être exposé suffisamment ? La lumière artificielle peut-elle compenser ce déficit naturel ? (on va le voir juste après)

tournesol

“#nous sommes tous des tournesols”

Abonnement gratuit et illimité

Quoi qu’on fasse (et pourtant on travaille dur en ce moment pour tout dézinguer…), le soleil nous envoie chaque jour de la lumière gratuite et en quantité. 

L’intensité lumineuse ainsi reçue par temps légèrement couvert (avec des nuages clairs) à midi est de 10 000 lux (et le double s’il n’y a pas de nuages d’après la “Commission Internationale de l’Éclairage”). Et selon le Code du Travail, il nous faut seulement 300 lux pour bien voir. C’est donc 30 fois moins que ce que nous envoie le soleil !

La lumière est donc là, disponible, gratuite et en quantité quasiment illimitée. À nous d’aller la chercher !

Comment avoir plus de lumière naturelle chez soi ?

Quelques notions de physique

On le sait bien depuis nos cours de physique au lycée, la lumière est constituée d’ondes électromagnétiques qui se propagent (et se dispersent) selon leurs longueurs d’onde et la nature du milieu environnant. 😴…

En bref, il faut imaginer des rayons qui arrivent du soleil, et qui pénètrent ou rebondissent un peu partout autour de nous en fonction de la surface qu’ils rencontrent. 

C’est important d’avoir cette image en tête car c’est la clé pour comprendre comment privilégier la quantité de lumière dans notre maison. 

sunlight

La lumière se propage et se diffuse en fonction des obstacles

La transmission lumineuse

Si vous avez déjà installé de nouvelles fenêtres chez vous, vous avez sans doute entendu ce terme. La transmission lumineuse caractérise la quantité de lumière que laisse passer un vitrage. C’est en quelque sorte le niveau de transparence de la fenêtre. 

Un double-vitrage “classique” a ainsi une transmission lumineuse (TL) d’environ 75%. Donc “seulement” 75% de la lumière qui arrive sur la fenêtre pénètre dans la pièce. On a donc déjà perdu 1/4 !

Certains vitrages, appelés “extra clair” ou “cristal” ont de meilleures transmissions lumineuses. On peut trouver des double-vitrages avec une TL de presque 90%. Cela fait déjà une grosse différence. Mais ça se ressent aussi sur le prix…

Donc parfois il est plus judicieux de choisir une plus grande fenêtre avec une transmission lumineuse “standard” (visez quand même 80%) que d’opter pour un verre extra clair sur une fenêtre plus petite. La “quantité” de lumière arrivant dans la pièce sera la même mais le prix sera plus avantageux avec le vitrage standard.  

Dernier point : une vitre “sale” perd entre 5 et 10% de transmission lumineuse, donc on peut commencer par là 😉 !

Les coefficients de réflexion

Un autre indicateur important pour caractériser la lumière est le coefficient de réflexion des surfaces. 

Il représente la quantité de lumière qui est réfléchie (et donc renvoyée dans la pièce) lorsqu’elle entre en contact avec une surface. Typiquement un mur, le sol, un objet, etc…

Ce coefficient de réflexion (CR) dépend du matériau de la surface réceptrice en question mais aussi et surtout de sa couleur. 

Plus la couleur est claire, plus la lumière est réfléchie. Elle “rebondit” et continue sa propagation dans la pièce. 

A l’inverse, plus la couleur est sombre, plus la lumière est absorbée et s’arrête donc. 

On sait tous qu’une pièce avec des murs blancs est plus lumineuse qu’une pièce avec des murs sombres. C’est dû au coefficient de réflexion.

Mais quel est l’impact réel de ces couleurs ? Cela vaut-il le coup de repeindre les murs en blancs ?

La réponse est oui. 

Le coefficient de réflexion d’un mur blanc est d’environ 70% alors que celui d’un mur foncé (gris foncé, bleu foncé…) est de 20%.

La différence est énorme !

coefficient-reflexion-couleurs

coefficient-reflexion-bois

Exemples de coefficients de réflexion

Car si nous voyons c’est parce que les rayons de lumière entrent dans nos yeux. Hors ces rayons de lumière “avancent” en ligne droite. Donc pour qu’ils arrivent jusqu’à nos yeux ils doivent “rebondir” plusieurs fois sur les surfaces qui nous entourent (murs, objets, etc…). Sauf bien sûr si nous regardons directement dehors, mais ce n’est pas toujours le cas. 

Donc plus les surfaces ont des coefficients de réflexions faibles, plus la lumière est absorbée et moins il reste de rayons qui arriveront jusqu’à nos yeux. On voit donc plus sombre. (Eurêka 🧐!)

Si vous voulez plus de lumière, il vous faut donc des murs blancs, des plafonds blancs et des sols clairs. 

Peut-on compenser par de la lumière artificielle ?

Sans surprise, la réponse est non. Pourquoi ? 

Car la lumière artificielle ne reproduit pas complètement le spectre de la lumière naturelle. Les LED n’ont pas de composantes UV et Infra-Rouge par exemple (c’est pour ça qu’elles ne chauffent pratiquement pas). Elle n’est pas non plus “dynamique”, c’est-à-dire que la lumière artificielle ne varie pas au cours de la journée. Et on a vu que c’était un facteur très important pour réguler notre horloge biologique. 

Mais si vous n’avez pas d’autres choix, privilégiez une lumière artificielle avec une lumière blanche, proche de la lumière du jour (c’est-à-dire dont la “température de couleur” est supérieure à 5300 °K). L’idéal est d’adapter la couleur à l’heure de la journée. Si vous travaillez sur écran, plusieurs applications permettent de moduler la couleur de votre écran en fonction de la course du soleil (cf. rubrique Ressources en bas de la page). Autre point important, pour un bon rendu des couleurs dans la pièce, choisissez une lampe avec un “indice de rendu des couleurs” (IRC) supérieur à 80. 

Et puis sortez vous recharger à l’extérieur de temps en temps !

L’architecture “lumineuse”

L’architecture peut favoriser grandement l’accès à la lumière naturelle.

Comme dans ces exemples (extrêmes on est d’accord) : 

domespace

La maison Domespace © qui tourne avec le soleil

domespace-interieur

heliotrop

Heliotrop, la 1ère maison à énergie positive (qui tourne aussi 🤗)

 

Tous les murs ne se valent pas

La règle numéro une est d’abord d’avoir un plafond très clair. Car les rayons lumineux traversent le vitrage, rebondissent sur le sol et vont vers le plafond. Il faut que ce dernier réfléchisse la lumière pour “éclairer” la pièce. C’est donc aussi valable pour le sol mais comme c’est plus contraignant d’avoir un sol très clair, on ne l’applique pas à la lettre. 

Ensuite les murs d’une même pièce n’ont pas le même rôle vis-à-vis de la lumière. Cela dépend de leur emplacement par rapport à la fenêtre. 

Plus il sera éloigné de la fenêtre, moins son coefficient de réflexion aura d’importance car peu de rayons arriveront de toute façon jusque-là. 

Sur une pièce carré ou rectangulaire avec une fenêtre, le mur le plus clair doit être (par ordre de priorité) :

  • le mur en face de la fenêtre si la distance mur-fenêtre est inférieure à 2 fois la hauteur sous-plafond (donc généralement inférieure à 6m)
  • les murs perpendiculaires à la fenêtre
  • le mur en face de la fenêtre s’il est à plus de 6m de celle-ci

Bien choisir l’emplacement (et la taille) des fenêtres

Dans le même registre, la position des fenêtres sur une façade joue grandement sur la quantité de lumière qu’elle sera en capacité de transmettre. 

Donc si vous avez un projet architectural, étudiez bien cela. 

Voici quelques règles de base (à surface de fenêtre égale) :

  • les fenêtres de toit sont celles qui apportent le plus de lumière : car elles n’ont pas (ou peu) d’obstacles (végétation, constructions) devant elles qui obstruent le ciel
  • sur une même façade, il est préférable de positionner la fenêtre le plus haut possible dans le mur (pour la même raison que précédemment)
  • une fenêtre “bandeau” horizontale apporte plus de lumière que si elle est placée à la verticale 

Pour savoir si la dimension de la fenêtre est suffisante pour éclairer correctement la pièce vous pouvez utiliser cette formule :

Règle simple : surface de fenêtre ≥ 0,2 * surface de la pièce

C’est une formule empirique qui fonctionne bien selon moi (mais ça reste mon avis !). A condition aussi de mettre en oeuvre des fenêtres performantes pour ne pas générer de déperditions thermiques supplémentaires. Car sinon le bénéfice de lumière naturelle est perdu par le déficit d’isolation.

Ce ratio est assez proche de celui imposé par la réglementation thermique RT2012 qui fixe à 1/6 le taux de vitrage d’un logement par rapport à la surface habitable (soit environ 17%). 

Nota : si vous prévoyez de modéliser votre projet en 3D, vous pouvez en profiter pour vérifier s’il reçoit suffisamment de lumière naturelle. Je cite quelques logiciels spécialisés dans la rubrique Ressources en bas de cet article. Si vous faites appel à un architecte, vous pouvez lui demander de faire des images avec les ombres portées pour illustrer la pénétration du soleil (et de la lumière) dans le projet (fonctionnalité disponible sur Sketchup). 

La lumière du soleil même dans votre cave (et le métro)

Pour favoriser la propagation de la lumière au fond d’une pièce on peut utiliser un dispositif assez simple appelé l’étagère à lumière

Ça consiste à placer une surface plane (et blanche) à l’horizontal juste derrière une fenêtre* (en haut pour ne pas gêner la vue). Le but est de réfléchir les rayons lumineux vers le plafond pour qu’ils s’y réfléchissent à nouveau et se propagent plus profondément dans la pièce. 

lightshelf

Étagère à lumière

*plus la fenêtre est exposée au soleil, plus c’est efficace. Si votre fenêtre est au Nord, l’effet n’est pas significatif.

Un autre système, plus complexe, pour apporter de la lumière dans des pièces sombres (voire même aveugles) est le puits de lumière

On peut ainsi éclairer naturellement un tunnel ou le métro !

Comment ça marche ?

Le principe est le suivant : un orifice en toiture capte la lumière extérieure puis l’envoie via un conduit muni de miroirs jusqu’à la pièce souhaitée à l’intérieur de la maison. 

C’est donc très simple et robuste. Le seul inconvénient est de pouvoir faire passer le conduit (diamètre 40cm environ) dans la maison. Il faut donc le prévoir en amont dans les plans. Si l’objectif est d’éclairer une pièce située sous les combles alors cela ne pose pas de problème particulier. Et la pose est relativement simple, en une petite journée comme pour une fenêtre de toit. 

suntunnel

Puits de lumière

Plusieurs fabricants le proposent, comme par exemple Velux avec son produit Sun Tunnel. Comptez environ 500€ HT pour le conduit de lumière et autant pour la pose. 

Pour aller plus loin

Si le sujet vous a plu vous pouvez continuer la lecture en lisant ces articles sur le blog :

Ou découvrez du contenu exclusif sur mon compte Instagram @lacaserobinson.

Ressources

La liste des ressources utiles pour approfondir encore le sujet :

  • Puits de lumière : Velux Sun Tunnel, Lightway, Solarspot
  • Logiciels d’éclairage naturel : Dialux, Sketchup (juste pour un aperçu visuel avec les ombres portées) et les outils PRO d’analyse des performances des bâtiments (Revit Insight, Design Builder, Pleiades par exemple)
  • Application pour moduler la couleur de son écran : j’utilise f.lux.

Crédits photos © : Unsplash, Renovermonecole.be, Domespace, Rolf Disch, Lincoln Barbour, Velux

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