IND-BA-113 : des lanterneaux zénithaux valorisés de 3 400 à 6 400 kWh cumac par m² éclairant

Un hall industriel est un grand volume, souvent profond, dont les façades éclairent au mieux les premiers mètres. Au centre, le niveau d’éclairement exigé pour travailler en sécurité ne peut venir que de luminaires, qui tournent toute la journée sur les sites en deux équipes. Le toit, lui, reçoit la lumière de tout le ciel, sans ombre portée, et un mètre carré de paroi translucide en toiture éclaire bien plus de surface au sol qu’un mètre carré de fenêtre verticale.

Le gain n’apparaît pourtant qu’avec la seconde moitié de l’opération. Si les luminaires restent allumés sous des lanterneaux neufs, le bâtiment consomme autant qu’avant. D’où l’exigence d’un pilotage automatique sur détection de lumière : des cellules mesurent l’éclairement disponible et coupent ou graduent l’éclairage électrique selon les apports naturels. Les heures où le jour suffit deviennent des heures à consommation d’éclairage nulle ou réduite, et c’est ce volume d’heures, cumulé sur 20 ans, que la fiche convertit en kWh cumac.

La fiche encadre aussi le revers de la médaille. Un lanterneau est une rupture dans une toiture isolée : il perd de la chaleur l’hiver et laisse entrer le rayonnement solaire l’été. Le plafond d’Urc limite la première perte. La fourchette de τD65 entre 45 % et 65 % répond à la seconde : un dôme trop clair éblouit les postes et surchauffe le hall, un dôme trop opaque n’éclaire plus assez pour que les cellules éteignent. La classe de durabilité ΔA garantit que la paroi ne jaunit pas et garde sa transmission lumineuse avec les années ; sans elle, les gains calculés sur 20 ans s’évaporeraient en quelques étés.

La fiche s’adresse à celui qui exploite ou possède un bâtiment industriel existant en France métropolitaine : atelier de production, hall d’assemblage, unité agroalimentaire, site de maintenance. Elle ne nomme pas le bénéficiaire ; en pratique c’est l’entreprise au nom de laquelle la facture est établie, propriétaire des murs ou locataire avec l’accord du bailleur.

Le mot existant exclut la construction neuve, le mot industriel exclut le tertiaire, qui a ses propres fiches en BAT. La frontière se juge à l’usage du bâtiment, pas à son aspect : un entrepôt de messagerie n’est pas un bâtiment industriel, un atelier de mécanique de 800 m² l’est. La pose doit être réalisée par un professionnel et l’étude par un professionnel ou un bureau d’études, sans qualification particulière exigée. Enfin, comme pour toute opération CEE, le mandataire ou l’obligé qui valorise les certificats doit être intervenu au plus tard le jour de l’engagement, donc avant la signature du devis.

• Éligible : bâtiment industriel existant en France métropolitaine, lanterneaux ponctuels ou continus posés sur costière par un professionnel, avec pilotage automatique de l’éclairage électrique.
• Exclu : bâtiment neuf, tertiaire ou agricole, outre-mer, plaques translucides sans costière, lanterneaux posés sans régulation de l’éclairage.
• Exclu de fait : une pose sans étude préalable de dimensionnement, puisque cette étude est le document justificatif spécifique de la fiche.

Le montant en kWh cumac est le produit de deux nombres : une valeur du barème qui dépend uniquement de la zone climatique du site, et S, l’aire de la projection horizontale de la surface éclairante de la paroi translucide, notée At flat, additionnée sur l’ensemble des lanterneaux installés, en m². Pas de coefficient d’usage, pas de tranche de surface, pas de distinction entre ponctuels et continus dans le barème : cette distinction ne joue que sur le plafond d’Urc.

La définition d’At flat est le cœur du calcul et la fiche la donne en une phrase : la projection horizontale de la plus petite section de passage de la lumière naturelle. Trois surfaces coexistent sur un lanterneau, une seule compte. La dimension hors tout de la costière, lue sur le plan de toiture, est la plus grande. La trémie, le trou dans la toiture, est intermédiaire. La section libre, là où la costière ou le cadre du dôme resserre le plus l’ouverture, est la plus petite, et c’est elle que la fiche retient. Sur un ouvrant ou un dôme à embase épaisse, l’écart avec la dimension nominale peut être important.

La zone climatique se lit sur le département du site : H3 pour le pourtour méditerranéen et la Corse, H2 pour l’ouest, le sud-ouest, une partie du Centre et la basse vallée du Rhône (Ardèche, Drôme, Vaucluse), H1 pour le reste du territoire, Île-de-France, Nord, Est et Lyon compris. Le barème monte du nord au sud : plus le ciel est lumineux, plus il y a d’heures où les cellules peuvent éteindre, et moins la pénalité thermique hivernale des lanterneaux pèse.

Un hall industriel ouvre vite plusieurs dizaines de mètres carrés de toiture. Quatre situations, avec un At flat déjà mesuré sur la section libre.

Un atelier de mécanique à Lille, zone H1, reçoit 24 lanterneaux ponctuels dont la section libre vaut 1,2 m² chacun : 24 × 1,2 = 28,8 m² d’At flat, et 3 400 × 28,8 = 97 920 kWh cumac. Un entrepôt de production à Bordeaux, zone H2, est équipé de lanterneaux continus en bandes filantes totalisant 150 m² : 4 000 × 150 = 600 000 kWh cumac. Une unité agroalimentaire à Nîmes, zone H3, pose 80 m² d’At flat : 6 400 × 80 = 512 000 kWh cumac.

Le quatrième cas isole l’effet de la zone. Les mêmes 150 m² de continus posés à Lyon, zone H1, donnent 3 400 × 150 = 510 000 kWh cumac. À Marseille, zone H3, ils donnent 6 400 × 150 = 960 000 kWh cumac, soit 450 000 de plus pour une toiture identique. Le rapport H3 sur H1 vaut 6 400 divisé par 3 400, environ 1,88 : un site du sud vaut presque le double d’un site du nord à surface égale.

Dernier calcul, celui qui coûte le plus cher quand il est faux : la surface retenue. Reprenons l’atelier de Lille avec 24 dômes dont la trémie mesure 1,20 m sur 1,20 m, soit 1,44 m², mais dont la section libre ne fait que 1,00 m sur 1,00 m. Compter la trémie donne 24 × 1,44 = 34,56 m² et 3 400 × 34,56 = 117 504 kWh cumac. Compter la section libre donne 24 m² et 3 400 × 24 = 81 600 kWh cumac : 35 904 kWh cumac d’écart, et un dossier calculé sur la trémie ne correspond pas à la fiche.

• Atelier à Lille, H1, 24 ponctuels de 1,2 m² d’At flat : 3 400 × 28,8 = 97 920 kWh cumac.
• Entrepôt de production à Bordeaux, H2, 150 m² d’At flat en continus : 4 000 × 150 = 600 000 kWh cumac.
• Unité agroalimentaire à Nîmes, H3, 80 m² d’At flat : 6 400 × 80 = 512 000 kWh cumac.
• Mêmes 150 m² à Lyon, H1 : 3 400 × 150 = 510 000 kWh cumac ; à Marseille, H3 : 6 400 × 150 = 960 000 kWh cumac.

Les performances du lanterneau se lisent sur la fiche technique du fabricant, établie selon la norme EN 1873+A1 pour les ponctuels et EN 14963 pour les continus. Urc au plus 2 W/m².K pour les ponctuels fixes, au plus 2,5 W/m².K pour les ponctuels ouvrants et pour tous les continus : la tolérance accordée aux ouvrants tient à leur mécanisme, source de ponts thermiques et de jeux qu’un dôme fixe n’a pas. Classe de durabilité ΔA. Facteur τD65 compris entre 45 % et 65 %.

Le pilotage automatique de l’éclairage électrique doit fonctionner sur détection de lumière, en fonction des apports naturels. La fiche ne précise ni la technologie, ni le nombre de cellules, ni si la régulation doit couper ou graduer, ni si elle couvre tout le bâtiment ou seulement les zones sous lanterneaux. Ce qu’elle écrit, c’est que la pose s’accompagne de ce pilotage et que la facture le mentionne. La lecture prudente : asservir au moins l’éclairage des zones éclairées par les lanterneaux et le décrire, zone par zone, dans l’étude et sur la facture. Une horloge seule ou une détection de présence sans mesure de lumière ne répond pas au texte.

L’étude préalable de dimensionnement des ouvrages d’éclairage naturel, par un professionnel ou un bureau d’études, est le document justificatif spécifique. La fiche en fixe le contenu : caractéristiques des lanterneaux (Urc, durabilité, τD65), nombre, destination, éclairage ou évacuation des fumées, implantation et conditions d’installation dans le bâtiment, et At flat de chaque équipement. Le mot préalable a son poids : une étude rédigée après la pose ne remplit pas la condition.

La preuve de réalisation, en pratique la facture, mentionne six choses : la pose de lanterneaux d’éclairage zénithal et leur nombre, l’Urc, le τD65, l’At flat, le pilotage automatique sur détection de lumière, la classe de durabilité. Voie de rattrapage prévue par la fiche : à défaut, la facture indique marque, référence, nombre, At flat et pilotage, et un document du fabricant atteste que ces références sont des lanterneaux d’éclairage zénithal en précisant Urc, τD65 et classe de durabilité. Dans les deux cas, l’At flat et le pilotage figurent sur la facture elle-même.

Un dossier IND-BA-113 repose sur trois pièces, l’étude, la facture et la documentation du fabricant, et sur une seule grandeur, S. Les motifs de rejet se déduisent de la fiche, et la plupart se corrigent avant la pose, jamais après. Le point le plus discuté, la place des lanterneaux de désenfumage dans S, est traité dans la FAQ : la lecture prudente est de ne compter que ceux dont la destination déclarée dans l’étude est l’éclairage.

Le bon ordre : faire établir l’étude avant de commander, y lire l’At flat de chaque dôme sur la section libre, vérifier les trois performances sur la fiche technique selon la bonne norme, décrire le pilotage zone par zone, faire intervenir le mandataire avant de signer le devis, puis relire la facture ligne à ligne contre la liste des mentions exigées. Quand ces points sont calés, le calcul tient en une multiplication et le dossier passe.

• Pas d’étude préalable, étude postérieure à la pose, ou étude muette sur l’At flat de chaque équipement : c’est le document justificatif spécifique, son absence est rédhibitoire.
• S calculée sur la costière ou la trémie au lieu de la plus petite section de passage de la lumière.
• Lanterneau hors performances : Urc à 2,2 W/m².K sur un ponctuel fixe, τD65 à 70 % sur un dôme cristal, classe de durabilité ΔB ou non renseignée, ou performances établies selon la mauvaise norme.
• Pas de pilotage automatique sur détection de lumière, ou pilotage remplacé par une horloge, un détecteur de présence ou une commande manuelle.
• Facture incomplète, sans la voie de rattrapage marque, référence et document du fabricant.
• Bâtiment neuf, tertiaire, agricole ou hors métropole : hors secteur d’application.
• Mandataire intervenu après la signature du devis : le rôle actif et incitatif doit être établi au plus tard le jour de l’engagement.