Les recherches liées à notre station IDMP se concentrent sur les points suivants (la plupart sont illustrés par des liens vers la liste des publications) :

1. Quelle quantité de lumière naturelle
   est disponible à Lyon, à quel moment ?
   
   Vaulx-en-Velin est située en banlieue de Lyon, la deuxième communauté urbaine de France. Notre station de mesures fonctionne depuis 1991. Année après année, notre base de données grossit pour permettre de définir les tendances climatiques de la région en terme de rayonnement solaire. Nous avons développé des outils graphiques pour représenter et analyser les données, de telle sorte qu'elles soient utiles à des concepteurs, des architectes. Certains de ces outils sont utilisés sur ce serveur pour vous permettre de visualiser les mesures de notre station. Vous trouverez aussi des exemples dans le rapport «Daylight Availability in Lyon».
   
   
2. Quelle est la répartition de la lumière sur la voûte céleste ?
   
   La répartition de la lumière sur la voûte céleste conditionne la répartition de la lumière à l'intérieur des pièces. De Mars à Décembre 2005, nous avons utilisé un appareil, appelé scanner de ciel, qui permet de mesurer la luminance de la voûte céleste en 145 points. Cet appareil a fonctionné toutes les 10 minutes, du lever au coucher du soleil. Pendant certaines journées, nous avons ajouté à ces mesures, des photos de la voûte céleste. Ces photos sont indispensables à la bonne interprétation des mesures.
   
   Nous avons utilisé ces données pour valider différents modèles de luminance de ciel et pour tester les méthodes permettant de classer les ciels lyonnais dans les 15 catégories définies par la CIE dans sa publication S011-2003. Les mesures pour lesquelles des photos du ciel étaient disponibles, sont présentées dans ce dossier. Sky luminance measurements for days, where sky pictures were available are presented in this folder.
   
   
3. Quelle est l'influence des paramètres
   atmosphériques sur la lumière naturelle ?
   
   Nous étudions comment les aérosols, la vapeur d'eau, la couverture nuageuse, affectent la quantité de lumière naturelle disponible à la surface du sol (voir «Mesure, Analyse...»). Le contenu en aérosols de l'atmosphère est calculé à partir des mesures des éclairements énergétiques globaux et diffus. Le contenu en vapeur d'eau est déterminé à partir des mesures de la température et de l'humidité relative. Les informations sur la couverture nuageuse et le genre des nuages sont obtenues grâce à la station météorologique de Bron, située à moins de 5 km de notre station.
   
   
4. Comment connaître la ressource en lumière naturelle,
   lorsque celle-ci n'est pas mesurée ?
   
   Tout dépend des informations disponibles : durée d'ensoleillement, couverture nuageuse, éclairements énergétiques… Nos mesures ont été utilisées pour développer et/ou valider des modèles utilisant ce type d'informations (voir «Evaluation of luminous efficacy models...» et «Mesure, Analyse...»).
   
   Le problème est que très souvent ces informations ne sont même pas disponibles. Un réseau de station de mesures suffisamment dense coûte excessivement cher à mettre en place comme à entretenir. Les images satellites qui fournissent une couverture spatiale complète de la terre apportent une réponse à ce problème. C'est ainsi que depuis 1996, nous travaillons sur l'utilisation des images satellites pour déterminer les éclairements lumineux. Nous avons coordonné de 1996 à 1999 un programme de recherche européen appelé SATELLIGHT dont l'objectif était de produire une base de données d'éclairements énergétiques et lumineux, à partir des images du satellite Meteosat (voir «SATELLIGHT: a European Programme...»). Les mesures de notre station IDMP ainsi que celles des autres stations IDMP en Europe se sont révélées indispensables pour développer et valider les modèles qui nous ont permis de calculer les éclairements lumineux et énergétiques à partir de l'image satellite.
   
   Ces modèles ont été utilisés pour produire pour toute l'Europe (de Lisbonne à Moscou), tous les 5 km, cinq ans de données demi-horaires concernant le rayonnement solaire et la lumière naturelle en particulier. Cette base de données est disponible sur le serveur Web Satel-Light.
   
   
5. Comment caractériser la disponibilité de la lumière
   naturelle à l'intérieur d'un bâtiment ?
   
   Savoir quelle quantité de lumière naturelle est disponible à l'extérieur est seulement une partie de la réponse. L'autre partie est de savoir ce qui se passe à l'intérieur du bâtiment. Pour des cas simples, cette information peut être obtenue en combinant un facteur de lumière du jour moyen ou ponctuel, avec des informations sur l'éclairage naturel extérieur disponible dans le plan de la fenêtre. Pour des cas complexes, nous avons développé un environnement logiciel appelé Meteolux, qui en combinaison avec le programme de simulation Genelux, permet de calculer heure par heure les éclairements à l'intérieur du bâtiment. Cette information est ensuite utilisée pour évaluer la dynamique de la lumière naturelle à l'intérieur du bâtiment. Pour une description complète de ces méthodes, voir «Mesure, Analyse...».
   
   
6. Quel est le contenu spectral de la lumière du jour ?
   
   La lumière du jour a une forte dynamique, en terme d'intensité, mais aussi en terme de couleur. Les vitrages teintés, en modifiant le spectre de la lumière naturelle (donc sa couleur), peuvent modifier de manière significative la qualité de l'espace intérieur. Des matériaux nouveaux, tels que les films holographiques, modifient la direction de la lumière transmise dans l'espace, suivant sa longueur d'onde. Nous avons développé un modèle permettant de caractériser la luminance énergétique spectrale en tout point de la voûte céleste (voir «A comprehensive Model...»). Ce modèle repose sur un modèle de distribution de luminances. Les luminances sont transformées en températures de couleur. Le modèle spectral de la CIE est utilisé pour produire un spectre à partir de chaque température de couleur. Grâce à ce modèle et aux capacités de simulation spectrale de certains logiciels, il est possible de caractériser l'impact de tout système d'éclairage naturel pour des ciels types, non seulement en termes d'éclairements lumineux, mais aussi en termes de température de couleur.

Projets de recherche européens ou internationaux

En liaison avec ces thèmes de recherche, nous avons participé et nous participons à plusieurs programmes de recherche européens et internationaux :

1. «HELIOSAT-3: Energy Specific Solar Radiation Data from METEOSAT Second Generation (MSG), Juin 2001 à Juin 2004. Contrat Européen NNK5-CT2000-00322.
   
   
2. «SODA: Integration and exploitation of networked solar radiation databases for environment monitoring», Janvier 2000 à Décembre 2002. Contrat Européen IST-1999-12245.
   
   
3. «Satellight: Processing of Meteosat data for the production of high quality daylight and solar radiation data available on a WWW Internet server. Application to Western and Central Europe», Janvier 1996 à Mars 1999. Contrat Européen JOR3 CT95-0041.
   
   
4. «Availability of daylight in Europe and design of a daylighting atlas», Janvier 1993 à Juin 1995. Contrat Européen JOUE CT90-0064.
   
   
5. «Broad-band visible radiation data acquisition and analysis», Janvier 1992 à Août 1994. Tâche 17E de l'Agence Internationale de l'Énergie, Convention ADEME 2.04.0111.
   
   
6. «Dynamic characteristics of daylight data and daylighting design in buildings», Mars 1991 à Août 1993. Contrat Européen JOUE CT90-0064.
   

Liste des Publications

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«Lumière naturelle et rayonnement solaire - Mesures au sol et estimations á partir d'images satellites - Développement de services Web pour l'éclairage naturel des bâtiments» Dumortier D., Thèse d'habilitation, INSA- Univ. Claude Bernard Lyon 1, Septembre 2003.

«Satellight : la base de données européenne de rayonnement solaire et de lumière naturelle disponible sur Internet» Dumortier D., LUX, Cahier Technique, N°206, Janvier/Février 2000.

«Satellight: the European web server providing high quality daylight and solar radiation data based on METEOSAT images (http://www.satel-light.com)» Dumortier D. et al., Conférence EUMETSAT, Copenhague, Danemark, 6-10 Septembre 1999.

«A comprehensive Model of Luminance, Correlated Colour Temperature and Spectral Distribution of Skylight : Comparison with experimental data» Chain C., Dumortier D., Fontoynont M., Solar Energy, N°65 (5), pp. 285-295, 1999.

«Status of the International Daylight Measurement Programme (IDMP) and its web server (http://idmp.entpe.fr)» Dumortier D., Koga Y., Conférence CIE, Varsovie, vol.1, pp. 282-286, 24-30 Juin 1999.

«Variation of colour of daylight» Chain C., Dumortier D., Fontoynont M., Conférence EPIC’98, Lyon, Vol. 1 pp. 189-194, Novembre 1998.

«Evaluation of luminous efficacy models according to sky types and atmospheric conditions» Dumortier D., Conférence Lux-Europa, Amsterdam, Mai 1997.

«European Daylighting Atlas» Dumortier D. et al., Chapter 2 about the regulations and the availability of daylight in Europe. European Commission. 1996.

«Mesure, Analyse et Modélisation du gisement lumineux, Application à l'évaluation des performances de l'éclairage naturel des bâtiments» Dumortier D., Thèse de doctorat, Génie civil et Sciences de l'habitat, ESIGEC, Université de Chambéry, 1995.

«Broad Band Visible Radiation Data Acquisition and Analysis, Contribution to the final report» Dumortier D., Avouac P., Fontoynont M., IEA, Sous Tâche 17-E, 1995 b.

«Availability of daylight in Europe and Design of a daylighting atlas» Dumortier D., Fontoynont M., Contribution au rapport final, contrat JOU2-CT92-0144, Commission of the European Communities, DGXII, 1995.

«Proposals for the processing of recorded daylight data» Dumortier D., Avouac P., Fontoynont M., Conférence CIE New-Delhi, 1-8 Novembre 1995.

«Daylight Availability in Lyon» Dumortier D., Fontoynont M., Avouac P., Conférence EPIC, Lyon, Vol. 3, pp. 1315-1320, 24-26 Novembre 1994.

«Measurement and modeling of daylight» Dumortier D., Avouac P., Fontoynont M., IEA proceedings, SHCP program, Paris, Janvier 1994

«Dynamic characteristics of daylight data and of daylighting design in buildings», Dumortier D., Fontoynont M., Contribution au rapport final, contrat JOUE CT90 0064, 1993.

«Representation of recorded daylighting data from the IDMP programme» Dumortier D., Fontoynont M., Avouac P., Conférence Lux-Europa, Edinbourg, 4-7 Avril 1993.