{"id":4610,"date":"2011-11-25T12:04:31","date_gmt":"2011-11-25T17:04:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.grap.arc.ulaval.ca\/tools\/releve-environnemental\/ciel-artificiel\/"},"modified":"2021-02-19T09:20:58","modified_gmt":"2021-02-19T14:20:58","slug":"ciel-artificiel","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.grap.arc.ulaval.ca\/en\/tools\/releve-environnemental\/ciel-artificiel\/","title":{"rendered":"Ciel artificiel"},"content":{"rendered":"

<\/a><\/p>\n

Ciel artificiel<\/h1>\n

Avantages<\/a>
\n<\/b>Simulation analogique de la lumi\u00e8re<\/a>
\n<\/b>Le ciel artificiel de type bo\u00eete-miroir<\/a>
\n<\/b>Les maquettes<\/a>
\n<\/b>Mesure de la lumi\u00e8re<\/a><\/b>
\nSondes photo\u00e9lectriques<\/a><\/b>
\nR\u00e9f\u00e9rences<\/a>
\n<\/b><\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

\"Pi\u00e8ce<\/p>\n

Le ciel artificiel est un outils valid\u00e9 scientifiquement et utilis\u00e9 dans plusieurs laboratoires d’\u00e9tudes d’\u00e9clairage reconnus mondialement, dont le GRAP. Il simule les conditions diffuses d’un ciel couvert, dominantes dans 63% du temps au Qu\u00e9bec et dans la majeure partie du Canada [Demers, 2001]. Il est particuli\u00e8rement adapt\u00e9 aux besoins des architectes dans l’int\u00e9gration de strat\u00e9gies d’\u00e9clairage naturel, assurant un lien \u00e9troit entre les diff\u00e9rentes \u00e9tapes de conception du projet architectural et les besoins particuliers en \u00e9clairage. Il convient \u00e0 l’\u00e9tude de tout type d’espace dont bureaux, atria, salles de cours, mus\u00e9es, biblioth\u00e8ques, et commerces.<\/p>\n

Le ciel artificiel de type bo\u00eete-miroir du GRAP permet de simuler un ciel diffus, condition critique en \u00e9clairage naturel. La construction de ce nouveau ciel artificiel de grande dimension 2,4m x 2,4 m x 2,4m permet de simuler la lumi\u00e8re d’un ciel diffus avec encore plus de pr\u00e9cision. L’\u00e9quipement permet en outre d’utiliser de grandes maquettes. Ce projet a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 l’appui financier du CRSH pour le projet Adaptive Architecture 2009-2012.<\/p>\n

<\/b><\/a><\/p>\n

Avantages<\/b><\/p>\n

+ Permet l’analyse qualitative et quantitative de la lumi\u00e8re
\n+ Approche tactile, propre \u00e0 la pratique architecturale
\n+ Permet la mod\u00e9lisation de g\u00e9om\u00e9tries complexes avec la plus grande pr\u00e9cision
\n+\u00a0Visualisation rapide des espaces \u00e0 l’aide de photographies ou de vid\u00e9os
\n+\u00a0Les maquettes sont facilement transformables et adaptables<\/p>\n

<\/a>
\nSimulation analogique de la lumi\u00e8re<\/strong><\/p>\n

Lorsqu’une \u00e9valuation quantitative de la lumi\u00e8re naturelle dans un espace est requise, le concepteur a le choix d’utiliser l’analyse photom\u00e9trique en maquette ou des m\u00e9thodes de calculs. L’avantage de la m\u00e9thode par mod\u00e9lisation est l’apport d’une dimension qualitative \u00e0 l’\u00e9tude [Spitzglas et al., 1985]. Elle a le potentiel th\u00e9orique de s’accorder \u00e0 tout probl\u00e8me de design et n’est limit\u00e9e que par la qualit\u00e9 de repr\u00e9sentation en maquette et la pr\u00e9cision des instruments de mesure photom\u00e9trique. La physique de l’illumination est telle que la lumi\u00e8re se comporte de mani\u00e8re identique indiff\u00e9remment de l’\u00e9chelle de l’espace [Lam, 1986]. Le facteur de r\u00e9duction d’\u00e9chelle absent, les mesures photom\u00e9triques pour des espaces proportionnellement identiques sont les m\u00eames. L’\u00e9tude de la lumi\u00e8re par mod\u00e9lisation en maquettes permet tant l’analyse qualitative que quantitative de l’\u00e9clairage ambiant d’un espace peu importe son degr\u00e9 de complexit\u00e9 [Robbins, 1986]. La simulation du ciel diffus par une source constante d’\u00e9clairage artificiel d’environ 7 000 lux correspond \u00e0 la moyenne de disponibilit\u00e9 lumineuse de plusieurs villes du Canada [Demers, C., 1992].<\/p>\n

\"ciel-perigny-boucher\"

<\/p>\n

Int\u00e9rieur d’une maquette photographi\u00e9e dans le ciel artificiel du GRAP, Universit\u00e9 Laval. \u00c9lisabeth Boucher et Isabelle P\u00e9rigny, \u00e9tudiantes de ma\u00eetrise. Direction: C Demers et A Potvin.<\/p>\n

<\/p><\/div>\n

<\/a><\/p>\n

Le ciel artificiel de type bo\u00eete-miroir<\/b><\/p>\n

Le ciel artificiel consiste en une bo\u00eete-miroir, construite d’apr\u00e8s les sp\u00e9cifications de Ann Airy [1983] \u00e0 l’Universit\u00e9 de Washington, elle-m\u00eame inspir\u00e9e des recherches de Hopkinson et al. [1966]. L’int\u00e9rieur de la chambre de simulation mesure\u00a02,4m x 2,4 m x 2,4m. Un ciel artificiel de dimensions identiques est pr\u00e9sentement utilis\u00e9 \u00e0 UCLA [Milne, 1992]. Les tubes fluorescents utilis\u00e9s sont de type “daylight”, lumi\u00e8re du jour, et l’\u00e9l\u00e9ment diffusant est constitu\u00e9 d’une feuille d’acrylique opalescente de couleur blanche (W2447, \u00e9paisseur 3mm). L’ajout d’une porte au mod\u00e8le propos\u00e9 par Airy permet une ventilation accrue et \u00e9vite l’emplir de ventilation m\u00e9canique pour \u00e9vacuer la chaleur d\u00e9gag\u00e9e par les fluorescents. D’autre part, cela facilite les manipulations en maquettes entre les exp\u00e9riences. Deux trappes d’a\u00e9ration soont situ\u00e9es dans la section sup\u00e9rieure de la bo\u00eete contenant les tubes. Le sol du ciel est peint de couleur gris neutre 18% correspondant \u00e0 la r\u00e9f\u00e9rence photographique connue [Roger, 1992]. La couleur grise a \u00e9t\u00e9 reproduite gr\u00e2ce \u00e0 une technique de lecture num\u00e9rique des couleurs maintenant accessible chez les d\u00e9taillants de peinture. La courbe de luminance du ciel artificiel respecte celle de la CIE (Commission Internationale de l’\u00c9clairage) pour un ciel couvert et produit un \u00e9clairement d’environ 7 000 lux.<\/p>\n

\"pi\u00e8ce

<\/p>\n

<\/p>\n

\u00c9tudiants de M.Arch. : Catherine d\u2019Ambroise, Pierre-Alexandre Lemieux, Pascale Ouellet-Dompierre<\/p>\n

 <\/p>\n

<\/p><\/div>\n

\"piece2\"

<\/p>\n

\u00c9tudiants de M.Arch. : Catherine d\u2019Ambroise, Pierre-Alexandre Lemieux, Pascale Ouellet-Dompierre<\/p>\n

<\/p><\/div>\n

<\/a>
\nLes maquettes<\/strong><\/p>\n

Les maquettes sont construites selon les directives du DNNA (Daylighting Network of North America) tel que d\u00e9crit dans Schiler [1987], et aussi selon Littlefair [1992]. Comme le principe de la bo\u00eete-miroir est celui des r\u00e9flexions infinies de l’horizon, la seule erreur significative est li\u00e9e au probl\u00e8me engendr\u00e9 par les r\u00e9flexions multiples de la maquette dans les miroirs [Littlefair, 1989, p.45]. Il est donc imp\u00e9ratif que les surfaces ext\u00e9rieures de la maquette soient sp\u00e9culaires ou du moins de tr\u00e8s grande r\u00e9flectance [Loveland et Naavab dans Schiler, 1987].<\/p>\n

La dimension d’une maquette est limit\u00e9e par la dimension du ciel artificiel. En conditions externes, aucune limite dimensionnelle ne s’impose. Le ciel artificiel de Airy [1983] peut accueillir des maquettes de 457mm tout en conservant des r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux satisfaisants. Selon Littlefair [1989; 1992], un ciel artificiel de 5m x 5m peut accueillir une maquette de 1,5m \u00e0 2m. Le ciel de 2400 x 2400mm peut donc accueillir une maquette de 720 \u00e0 960mm. Le cadrage de la photo est limit\u00e9 par la dimension de la maquette et de la focale de l’objectif photographique. La vue d\u00e9sir\u00e9e dans le cas pr\u00e9sent est celle du mur entier ainsi qu’une partie des surfaces lat\u00e9rales contigu\u00ebs afin de capter l’ambiance g\u00e9n\u00e9rale du lieu et l’environnement du mur. La dimension finale du prototype exp\u00e9rimental est donc de 670 x 910 x 457mm. Une amplitude formelle est incluse en pr\u00e9vision des modifications \u00e0 la bo\u00eete qui s’imposeront en cours d’exp\u00e9rimentation. La bo\u00eete est construite de mani\u00e8re \u00e0 permettre la conversion rapide du z\u00e9nithal au lat\u00e9ral et offre la possibilit\u00e9 de combiner les deux types d’\u00e9clairage. La r\u00e9flectance des parois ext\u00e9rieures est maximale, soit un blanc brillant alors qu’il est possible de modifier les r\u00e9flectances internes de la bo\u00eete en ins\u00e9rant diff\u00e9rents types de mat\u00e9riaux.<\/p>\n

Les maquettes utilis\u00e9es pour les \u00e9tudes en ciel artificiel peuvent aussi produire servir aux \u00e9tudes d’\u00e9clairage naturel assist\u00e9es d’un h\u00e9liodon simulant la position exacte du soleil.<\/p>\n

\"Ciel<\/p>\n

\u00c9tudes en ciel artificiel maquette du Mus\u00e9e Juif de Berlin. Ci-bas, int\u00e9rieur de la m\u00eame maquette. \u00c9tudiants gradu\u00e9s (M.Arch.): B\u00e9rub\u00e9, Danis et Hovington.<\/p>\n

<\/a>
\nSondes photo\u00e9lectriques \/ Photolectrical cells<\/strong><\/p>\n

Des sondes photosensibles pouvant \u00eatre utilis\u00e9es \u00e0 l’int\u00e9rieur de maquettes, soit en ciel artificiel<\/a> ou en milieu r\u00e9el afin de valider les mod\u00e8les de pr\u00e9diction sont utilis\u00e9es. Ces sondes peuvent aussi permettre une analyse de la lumi\u00e8re dans un espace existant avec une grande pr\u00e9cision avant d’y \u00e9tablir des am\u00e9liorations.<\/p>\n

Photosensitive probes can be used within the models, under a real or artificial sky, to validate the prediction models that are used. These probes may allow daylighting analysis within an existing space with great accuracy before improvements are suggested.<\/p>\n

H\u00e9liodons<\/p>\n

Un h\u00e9liodon<\/strong><\/p>\n

permet de v\u00e9rifier des conditions d’\u00e9clairage en soleil direct \u00e0 diff\u00e9rents moments du jour et de l’ann\u00e9e. L’avantage de cet outils est qu’il est facilement transportable et simple d’utilisation. Il procure d’autre part une interaction plus directe avec la maquette. L’\u00e9cole poss\u00e8de divers mod\u00e8les d’h\u00e9liodons, dont un mod\u00e8le sur table utilisable avec un simulateur de soleil. Il est aussi possible d’assembler un h\u00e9liodon portatif pour une latitude en particulier, ou plus simplement d’utiliser notre h\u00e9liodon de latitude 46\u00b0 Nord, correspondant environ \u00e0 celles de villes telles Qu\u00e9bec, Lyon, Gen\u00e8ve et Milan.<\/p>\n

A heliodon can check the sunlighting conditions under a direct sun at different times of day and year. The advantage relies in its portability and ease of use. It also provides a more direct interaction with the model. The school has various types of heliodon, including a table mount for use with a sun simulator. It is also possible to assemble a portable heliodon latitude in particular, or simply use our heliodon of latitude 46 degrees north, roughly corresponding to those of cities like Quebec, Lyon, Geneva and Milan.<\/p>\n

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