Une étude pionnière menée à l'EPFL montre que la quantité de lumière du jour dans une pièce peut influencer notre confort thermique et notre tolérance à la chaleur ou au froid. Les résultats pourraient être utilisés pour améliorer les normes de construction existantes et réduire la consommation d'énergie.

La différence entre la réalité et notre perception de la réalité a longtemps intrigué les philosophes occidentaux. Aujourd'hui, des scientifiques du Laboratoire de performance intégrée en conception (LIPID) de l'EPFL apportent un nouvel éclairage intéressant sur le sujet avec une étude qui vient de paraître dans Rapports scientifiques .

Leur recherche jette un regard pionnier sur la façon dont les variations de la lumière du jour influencent notre réponse thermique. Des études antérieures sur la réponse thermique n'ont étudié que les effets de l'éclairage électrique. Mais les scientifiques de l'EPFL ont découvert un facteur psychologique important qui est associé à la lumière du jour et modifie la façon dont nous percevons l'environnement thermique dans une pièce.

Pour mener l'étude, Giorgia Chinazzo, l'auteur principal, a recruté 42 hommes et 42 femmes âgés de 18 à 25 ans pour participer à une expérience. Les participants ont chacun passé trois heures dans une pièce à l'une des trois températures ambiantes (19°C, 23°C et 27°C) et trois niveaux d'éclairement de la lumière du jour (faible, moyen et élevé). L'éclairement a été régulé à l'aide de filtres de couleur neutre et réglé de manière aléatoire pour les participants. Les températures corporelles des participants ont également été mesurées en continu pendant l'expérience.

Perceptions déformées

Les participants n'ont pas été informés du but de l'étude afin de ne pas influencer leurs réponses. On leur a plutôt fait passer des tests de performance cognitive (capacité de raisonnement logique, compréhension écrite, etc.) qui comprenait quelques questions sur la perception thermique (ont-ils eu chaud ou froid) et le confort général dans la pièce (comment ils ont jugé l'environnement ambiant en termes de lumière, Température, etc.).

Il s'est avéré que les participants dans la pièce à 19 °C se sentaient plus à l'aise et trouvaient la température plus acceptable lorsque la pièce était remplie de lumière du jour, par opposition à peu de lumière du jour, même si leur température corporelle était la même dans les deux cas. Et quand la pièce était plus chaude, les participants se sentaient plus à l'aise lorsque la pièce n'était pas aussi lumineuse, même si, encore une fois, il n'y avait pas de différence de température corporelle. Cela implique que l'effet est purement psychologique.

Les scientifiques ont ensuite comparé leurs résultats avec un modèle de confort thermique développé dans les années 1970 et encore largement utilisé aujourd'hui. Cependant, ce modèle a été développé à partir de données obtenues sous éclairage électrique. Les scientifiques ont découvert que, par rapport aux prédictions du modèle, les participants à leur étude ont signalé une sensation thermique plus faible - ils se sentaient moins chauds - dans la pièce à 27 ° C lorsque la pièce était remplie de lumière du jour.

Économies d'énergie potentielles

Étant donné que la principale différence entre l'étude des scientifiques et les calculs du modèle était le type d'éclairage impliqué, ces résultats indiquent que le facteur clé derrière la perception thermique inférieure des participants peut être la présence de lumière du jour. En d'autres termes, les scientifiques émettent l'hypothèse que les gens pourraient mieux tolérer une pièce chaude si la pièce est éclairée avec une lumière naturelle plutôt qu'artificielle. Les scientifiques pensent que cela peut être dû au fait que dans une pièce remplie de soleil, les gens s'attendent déjà à avoir chaud.

Les sensations thermiques des participants étaient comparables à une température perçue de 1,7°C inférieure à la température ambiante réelle. Il s'agit d'une différence statistiquement significative, et cela signifie que les exploitants de bâtiments pourraient utiliser moins d'énergie pour refroidir leurs bâtiments, surtout si les bâtiments sont conçus pour laisser entrer beaucoup de soleil.

"Nos résultats suggèrent que nous utilisons peut-être trop de climatisation, en particulier dans les bâtiments aux murs de verre, puisque la lumière naturelle rend la chaleur plus tolérable, " dit Chinazzo. " Si notre hypothèse s'avère correcte, les bâtiments pourraient être rendus plus économes en énergie en créant un espace supplémentaire pour la lumière naturelle pendant la phase de construction ou de rénovation. Cela rendrait également les bâtiments plus confortables pour leurs occupants. »

Des pistes pour de nouvelles recherches

Selon Chinazzo, cette étude souligne l'importance de prendre en compte les effets psychologiques de la lumière du jour dans la pratique, par exemple en mettant à jour les normes de construction existantes. Cependant, elle pense que davantage de recherches sont nécessaires sur la perception thermique pour confirmer ces résultats et les développer; cela pourrait inclure l'évaluation des effets à long terme de différents niveaux de lumière du jour et le test des facteurs culturels et saisonniers.

la thèse de Chinazzo, qu'elle a défendu en mars, ont examiné les facteurs affectant le confort thermique et visuel d'un bâtiment. L'article publié dans Rapports scientifiques repose en partie sur sa thèse. Chinazzo a également étudié comment les vitrages colorés peuvent affecter la perception thermique et comment la température ambiante peut affecter les perceptions de la couleur et de l'intensité de la lumière du jour. Elle a réalisé des expériences impliquant un total de plus de 500 personnes.