En voie de réalisation depuis 2014, le Bureau de normalisation du Québec (BNQ) a rédigé les normes visant le contrôle de la pollution lumineuse causée par la lumière artificielle nocturne tout en assurant un éclairage sécuritaire.
Nommée «Éclairage extérieur - Contrôle de la pollution lumineuse», le BNQ a publié le 22 septembre 2016 sa nouvelle norme qui vise à encourager le respect de niveaux maximaux à ne pas dépasser pour les systèmes d'éclairage d'extérieur publics ou privés.
La présente norme spécifie des exigences maximales en matière d'éclairage extérieur et d'éclairage intérieur rayonnant vers l'extérieur afin d'en limiter les effets nuisibles ou incommodants sur :
- la sécurité
- la santé humaine
- la faune et la flore, ainsi que
- la qualité du ciel étoilé
La norme BNQ sur la pollution lumineuse est élaborée par un comité de normalisation composé d'experts du milieu : Ville de Montréal, MRC Granit, IDA, IESNA, Cyclone Lighting, AQIE, Parc national du Mont-Mégantic, RICEMM, Cégep de Sherbrooke, Ministère des Transports du Québec, Hydro Québec, Ministère de l'Énergie et des Ressources naturelles.
«L'objectif est d'abord d'indiquer quelles sont les pratiques à mettre en place pour les besoins à rencontrer, tout en diminuant la pollution lumineuse. Les problèmes peuvent être multiples. Les faisceaux peuvent être mal orientés, les lampes peuvent être trop puissantes, il peut y avoir de la lumière perdue, ce qui coûte cher», affirme Daniel Langlais, ingénieur pour le BNQ.
Le Magazine de L'Île-des-Soeurs, 17 mars 2016
Les deux tableaux ci-dessous servent à comparer les luminaires installés sur la piste piétonnière et cyclable située dans le secteur résidentiel de L'Île-des-Sœurs avec les valeurs maximales à ne pas dépasser selon les exigences (caractère obligatoire qui doit être respecté) pour se conformer à la norme BNQ.
Tableau 1 - Configuration des lampadaires | |||
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Lampadaire décoratif modèle phare omnidirectionnel | Description | Température de couleur | Lumière bleue |
Figure 1 - Lampadaire-phare
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74 lampadaires-phare à DEL blanches sur fûts de 5 mètres installés le long de la piste cyclable à L'Île-des-Sœurs. Une dépense de 475 000 $ |
4 000K | ~40% |
Tableau 2 - Norme BNQ : Valeurs maximales permises | |||
Norme BNQ (article 11) | Description | Température de couleur | Lumière bleue |
Aire piétonne et parc urbain | Meilleure pratique | 1 800K | 5% |
Compromis économique ou technique | 2 200K | 10% |
Taux élevé de lumière bleue non conforme |
Température de couleur non conforme |
Figure 2 - La DEL blanche émet un taux élevé de lumière bleue
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Figure 3 - Norme BNQ : couleur ambrée DEL 1 800K
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Concernant la quantité de lumière bleue des nouveaux luminaires DEL 4000K. En avril 2015, le fournisseur écrivait au département d'ingénierie de Verdun : « Si la Ville veut diminuer le bleu alors il vous faudra choisir 3 000K et moins... On se rapproche du sodium "jaune"!». |
Non conforme à la certification Dark Sky
Selon International Dark Sky Association (IDA), affligée d'une classification U3, il devient impossible de certifier "Dark Sky" ce luminaire-phare. Plus précisément - le luminaire est non conforme aux exigences du ciel étoilé stipulant 0% de lumière dirigé vers le haut et agréé U0 selon IESNA TM-15.
Conséquence - le voilement du ciel étoilé. Un phénomène de «halo» facilement observable. Un dôme de lumière blanche bleutée qui s'étend à des kilomètres à l'horizon et vers le ciel.
Sur le plan administratif, les élus de Verdun ont approuvé l'achat de 74 lampadaires sur la foi de deux sommaires décisionnels touchant l'acquisition de ces derniers :
Le 27 janvier 2015, le département de l'ingénierie Verdun écrivait au fournisseur concernant, entre autres, la certification Dark Sky des 44 luminaires de la phase 2.
Le 2 mars 2015, la réponse du fournisseur lisait :
L'adjudication des contrats ne concorde pas avec la stipulation des documents décisionnels.
Source : Verdun - sommaires décisionnels et correspondances, SEAO - appels d'offres
Figure 4 - Seulement 4% du flux lumineux éclaire la piste cyclable
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Un rapport d'essais «illuminant» Le rapport d'essai S1306043-R1 rédigé par le laboratoire indépendant Les Industries Spectralux Inc. est basé sur les normes de l'IESNA et ANSI. Il atteste à quel point le luminaire modèle phare est intense, éblouissant et inefficace. Projetant un flux lumineux dans toutes les directions, le rapport d'essai démontre comment seulement 4% des rayons éclairent la piste cyclable. Le reste du flux disperse la lumière du côté maison, au-delà de la piste et vers le ciel. Bref, 96% de la lumière est mal dirigée. Une perte énorme d'énergie qui ne sert qu'à polluer l'environnement. Les effets nuisibles ou incommodants de cette lumière inutilement projetée sur les propriétés résidentielles sont confirmés par les plaintes citoyennes. Source : CP01-36N LED 48-S1306043-R1.pdf |
Figure 5 - Erreur d'installation structurelle avec un luminaire mal adapté
Source : Visite des lieux - La Presse+ 19 avril 2016
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Erreur structurelle - à corriger!Une visite des lieux révèle ce fait étonnant :27 des 44 lampadaires ont été installés du «mauvais côté» de la piste cyclable. Par son jeu de lentilles asymétriques, le globe du luminaire omnidirectionnel émet 70 % de sa lumière d'un côté et 30 % de l'autre. Actuellement, 27 lampadaires dirigent 70 % de la lumière intrusive directement dans les fenêtres. (voir Figure 5 à gauche) De même, ceux installés du «bon côté» de la piste cyclable éblouissent les résidences inutilement avec 30% (backlight) de lumière mal dirigée. D'entrée de jeu, c'est un luminaire mal adapté Compte tenu de la proximité des lignes de propriétés privées, il aurait plutôt fallu installer un modèle de luminaire qui pointe son flux uniquement vers le bas. Dans un réseau d'éclairage bien adapté, aucun rayon s'échappant du luminaire ne doit pénétrer les façades résidentielles. Pour mitiger l'impact sur le ciel étoilé, aucun rayon au-delà de l'horizon n'est toléré. En remplaçant le réseau de luminaires-phares omnidirectionnels avec des appareils spécifiquement destinées à éclairer efficacement une aire au sol de 3 mètres, des centaines de logements longeant la piste cyclable seraient épargnés le désagrément nocturne affectant la population riveraine. |
Figure 6 - Système optique - IES type I,II,III
Source : IESNA
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Système optique "type III" vs "type I" Par un jeu de lentilles asymétriques, les luminaires présentement installés dirigent leur faisceau vers le sol suivant la spécification IES type III. Ainsi, une trop grande proportion de lumière déborde bien au-delà des limites de la surface à éclairer. Il aurait plutôt fallu commander un système optique IES type I compte tenu de l'étroitesse de la piste cyclable et la proximité des lignes de propriétés privées. |
Impacts environnementaux d'un luminaire inefficace
Figure 7 - Luminaire-phare inefficace vs un luminaire adapté à la tâche (à droite)
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Suréclairement nocturne À gauche, le luminaire-phare 4 000 K omnidirectionnel renvoi 96% de sa lumière blanche dans l'environnement. Celui de droite, respecte les normes Dark Sky et dirige un doux faisceau ambré uniquement vers le bas sans trop déborder la piste cyclable. |
Au-delà de son coût d'exploitation, l'éclairage public (parc, rue, piste cyclable...), jugé essentiel à notre sécurité, se traduit par un prix environnemental à payer en termes de réchauffement climatique. Une fois la décision prise d'éclairer un nouveau site, le choix d'un modèle de luminaire inadapté à la tâche a pour effet de rendre les coûts d'exploitation excessifs et s'avère nocif pour l'environnement en l'inondant de lumière perdue. C'est seulement 74 des 110 000 lampadaires à Montréal Comme l'effet papillon, l'installation démontre à quel point le choix irréfléchi d'un modèle de luminaire, en apparence anodin, engendre une tempête de pollution lumineuse récurrente. Par une simple réflexion en amont, ce gaspillage énergétique est tout à fait évitable. |
Calcul de l'électricité gaspillée Pour l'ensemble des 74 luminaires, le calcul de l'énergie perdue au cours de leur vie utile se chiffre à 290 000 kilowatts heures. Cette perte énergétique génère une énorme empreinte carbone totalisant 204 tonnes métriques de gaz à effet de serre (CO2). Que faire pour neutraliser 204 tonnes de CO2 dans l'environnement par ces 74 luminaires? |
5 282 c'est le nombre d'arbres qu'il faudra planter et cultiver pendant 10 ans pour séquestrer le carbone. Source : US Environmental Protection Agency |
"Light at night (LAN)" la littérature scientifique abonde
Pendant des millions d'années, toutes les espèces, dont les humains, ont évolué sous influence du cycle jour/nuit. Notre ADN a été façonné par ce cycle quotidien. Aujourd'hui, le phénomène biologique qui s'est adapté au soleil porte le nom de «rythme circadien». Sans surprise, sa durée est de 24 heures.
Le pouvoir de passer outre le cycle naturel de la lumière et l'obscurité est un événement récent. Les sociétés humaines implantent des technologies de plus en plus performantes pour éclairer la nuit. La noirceur d'antan est remplacée par une lumière artificielle qui prolonge le jour. Devenu omniprésent et souvent trop intense, l'éclairage nocturne soulève des préoccupations.
Depuis quelques années, la communauté scientifique étudie la portée et la complexité d'une perturbation du rythme circadien, ainsi que le rôle de la suppression de la mélatonine, provenant d'un éclairage nocturne. Les chercheurs observent un lien ininterrompu entre un sommeil suffisant et une bonne santé. De plus, ils reconnaissent l'importance de l'exposition à la lumière diurne durant le jour, et à la noirceur durant la nuit, pour maintenir un rythme circadien routinier.
La mélatonine est une hormone produite de façon naturelle la nuit. Elle règle les rythmes chronobiologiques et serait également un puissant antioxydant qui aurait un rôle dans la prévention de cancers.
L'évolution récente vers des éclairages publics à lumières blanches DEL à forte composante bleue, souvent vantés pour leur meilleur rendu des couleurs, inhibe la synthèse de la mélatonine et perturbe gravement les organismes vivants. Selon la « American Medical Association », même un faible niveau d'éclairement perturbe la sécrétion de mélatonine.
L'exposition à la lumière blanche artificielle peut mener à la désynchronisation de notre rythme circadien. Une importante modification de notre horloge biologique nuit à notre capacité de s'endormir et se réveiller aux heures appropriées. D'après le « National Institute of Health (NIH, aux États-Unis) », interférer avec le rythme circadien peut provoquer de l'insomnie, la dépression, la prise de poids, le stress et le développement du diabète.
Ne s'étant pas encore prononcé sur le cas de la piste cyclable, en termes généraux, la Direction régionale de la santé publique (DRSP) écrit :
« Les études indiquent qu'une exposition à de grandes quantités de lumière bleue peut perturber le rythme circadien. »
«La DRSP poursuit actuellement la préparation de son avis sur l'éclairage de rue aux DEL dans lequel on retrouvera nos conclusions et recommandations en rapport avec ce type d'éclairage.»
Source : DRSP 11 Janvier 2016
est manifestement plus intense que celui du boulevard IDS.
Environ 30% du flux lumineux est dirigé sur les arbres derrière les luminaires.
Préoccupations citoyennes
Depuis le début 2015, au cours des réunions mensuelles du conseil d'arrondissementet une douzaine d'articles dans les journaux, des citoyens de l'Île et deux organismes communautaires ont exprimé leurs préoccupations concernant la convenance de ces nouveaux lampadaires DEL destinés à éclairer une piste cyclable de 3 mètres.
Au conseil du 1er mars 2016, un groupe de résidents a déposé une requête visant à éteindre les luminaires 4 000K qui éblouissent leurs fenêtres. Malgré sa promesse en septembre 2015 d'attendre le rapport de la DRSP, le 12 février 2016, l'arrondissement a allumé les lumières qualifiées de «spotlights». Trois personnes ont pris le micro pour expliquer aux élus les dérangements qu'elles vivent à cause de lampadaires jugés agressant.
Vidéo de 3 interventions citoyennes sur WebTV. Période de questions, minute 36:00 et 53:35
Québec reconnaît qu'une communauté peut refuser un futur projet sur la base de son acceptabilité sociale.
Pour la même raison, il serait incompréhensible de ne pas corriger ce projet réel où l'hyper luminosité, mal dirigée, suscite des plaintes légitimes bien documentées.
Deux avis sollicités auprès de la DRSP
Sensibilisée aux enjeux associés à la nouvelle technologie d'éclairage aux DEL blanches, l'administration de Verdun a le mérite d'avoir agit dans l'intérêt de la population.
Verdun a demandé une évaluation des risques à la santé auprès de la DRSP pour son projet de 74 lampadaires-phare caractérisés par une température de couleur de 4 000K.
Fidèle à son engagement, fin septembre 2015, la porte-parole de l'arrondissement déclarait au Magazine :
« Aucun lampadaire ne sera mis en fonction tant que nous n'aurons pas d'indication claire de la Direction de la santé publique qu'ils sont sécuritaires. »
Avis sommaire ?
Au conseil de décembre 2015, le maire a lu un paragraphe d'un document provenant de la DRSP qualifié «d'avis sommaire». Paraphrasant certains textes comme justification, le maire a décidé d'allumer les 44 luminaires 4 000K longeant les boulevards Île-des-Soeurs et Marguerite Bourgeoys.
Suite à une demande d'accès à l'information auprès de l'arrondissement, il aura fallu attendre 6 semaines avant de recevoir l'avis sommaire. Entre temps, un simple courriel à la DRSP a suffi pour l'obtenir le lendemain.
Disponible à toute personne qui en fait la demande, il s'agit d'un écrit public d'une page préparée par la DRSP. Une déclaration générale bien rédigée adressant l'éclairage de rue aux DEL qui, à l'origine, fut transmis à un journaliste en septembre 2015.
Au conseil de février 2016, le maire s'est rétracté en disant qu'il ne s'agissait pas d'un véritable «avis sommaire».
Une lecture du document révèle les éléments de mise en garde de la DRSP mais exclus de la déclaration faite en décembre 2015 :
Source : DRSP 11 Janvier 2016
La ville de Montréal a aussi demandé un avis auprès de la DRSP dans le cadre de la conversion aux DEL de 110 000 luminaires de rue majoritairement de type cobra. Première étape d'un investissement considérable de 110 millions $ touchant les 19 arrondissements financé à 100% par Montréal.
À Verdun, ces cobras rehaussés aux DEL apparaîtront éventuellement dans notre réseau de voirie artérielle et rues résidentielles.
Note: Les luminaires modèles phare et cobra dirigent le flux lumineux de façon bien differente. L'analyse des risques à la santé doit adresser chaque modèle distinctement.
Voici un exemple d'éclairage de rue modèle cobra 4 000K. La photo de 2016 montre deux luminaires installés en 2015 lors de la réfection de la rue Godin à Verdun.
Hyperéclairage de la rue Godin | |
Éclairage actuel 4 000K vs 1 800K (simulation)
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Suréclairement nocturne Photo à gauche - un luminaire de rue cobra 4 000 K installé en 2015 lors de la réfection de la rue Godin à Verdun. Une intense lumière blanche qui éclabousse les fenêtres. L'image de droite sert à comparer l'éclairage actuel de la rue Godin (DEL blanche 4 000K) en simulant un éclairage au DEL ambrée 1 800K conforme à la norme Meilleure pratique (MP) du BNQ en termes de température de couleur. |
MÉDIAS
Stéphanie Gagnon, journaliste de MAtv, se rend à L'Île-des-Soeurs. Elle constate que 27 luminaires-phare 4000K ont été installés du mauvais côté de la piste cyclable.
Devant leurs résidences sur lesquelles la lumière crue est braquée chaque nuit pendant 10 heures, elle discute avec quatre résidents de l'effet "spotlight" ressentie à défaut d'un blindage complet des aires vitrées.
Le journaliste Jean-Sébastien Cloutier de Radio-Canada en visite à L'Île-des-Soeurs fait le point.
Il rencontre Bernard Tessier sur la piste cyclable, un résident affecté par l'hyperéclairement des luminaires-phare 4000K qui éblouissent sa chambre à coucher chaque nuit.
« En fait, le Directeur de santé publique de Montréal considère un peu les lampadaires de L'Île-des-Soeurs comme l'exemple de ce qu'il ne faut pas faire. » La Presse+
Attirés par les économies d'exploitation, les quotidiens font état du décalage entre le laxisme des décisions politiques et les progrès scientifiques
Avant de consacrer 110 millions $ sur des lumières LED blanches, Montréal devrait envisager la recherche pointant vers les risques - les troubles du sommeil, le diabète, l'obésité, même le cancer - associée à une lumière de plus en plus «efficace», écrit Gabrièle Roy.
Le 6 février 2016, un article de fond écrit par Gabrièle Roy a fait la une du quotidien Montreal Gazette. Au loin, la silhouette de Montréal fait briller la nuit. Le texte sous la photo incite le lecteur à lire la suite. Un excellent reportage sur deux pleines pages côte à côte.
CONCLUSION
Des lampadaires manifestement inadaptés à l'éclairement d'une piste cyclable de 3 mètres. Un projet à corriger dans l'optique d'une solution durable, respectueuse de l'environnement et conforme aux normes en vigueur.
- 475 000 $ - c'est une dépense énorme pour éclairer une section de piste cyclable.
- Température de couleur élevée (4 000K) caractérisée par un haut taux de lumière bleue - un luminaire qui dépasse largement les valeurs exigées par la norme BNQ soit 3 000K et moins.
- Mauvais choix d'un luminaire modèle «phare» omnidirectionnel qui éclaire dans toutes les directions - impossibilité d'une homologation IDA Dark Sky.
- 27 des 44 lampadaires de la phase 2 sont installés du mauvais côté de la piste cyclable. Le globe asymétrique du luminaire émet 70 % de sa lumière d'un côté et 30 % de l'autre. Normalement, on aurait dû s'assurer que le côté qui éclaire le plus n'est pas dirigé vers les maisons.
- Le système optique "IES type III" du luminaire pollue dans l'axe transversal de la piste. Une optique classée "IES type I" permettrait d'éclairer efficacement la surface de la piste cyclable en dirigeant la lumière dans l'axe longitudinale tout en minimisant le flux indésirable sur les propriétés privées.
- Selon le rapport Spectralux, seulement 4% de la lumière sert à éclairer la piste cyclable. Le reste engendre une pollution lumineuse de l'environnement par une lumière intrusive dirigée sur les propriétés résidentielles, nos parcs et berges et le ciel.
- Forcément, 96% de l'énergie servant à alimenter les lampadaires est perdu. Une dépense récurrente en coûts d'énergie pendant les 20+ prochaines années. Un gaspillage (évitable) d'électricité contribuant au réchauffement climatique. Il faudra planter et cultiver 5 282 arbres pendant 10 ans pour séquestrer le carbone.
- « En fait, le Directeur de santé publique de Montréal considère un peu les lampadaires de L'Île-des-Soeurs comme l'exemple de ce qu'il ne faut pas faire. » La Presse+
- Avec 3 260 lampadaires existants sur l'ensemble de l'arrondissement, les 74 nouveaux luminaires à l'Île pourraient facilement être déplacés aux endroits nécessitant un niveau d'éclairement supérieur à celui d'une piste cyclable. Entre autres, traverse piétonne, carrefour giratoire, boulevard avec trottoir, skatepark, place publique...
- Il existe également des bollards solaires. Installés à hauteur d'un mètre, ces derniers rencontrent les normes. Doté d'une lumière moins intense, leur coût d'achat et d'installation est substantiellement moindre que la configuration actuelle.
Le luminaire-bollard DEL est 66% moins énergivore que le luminaire-phare présentement installé le long de la piste cyclable. Un éclairement moins intense pour les parcs, les sentiers piétonniers le long des berges et les pistes cyclables.
Conforme à la norme BNQ, le bollard engendre une lumière peu intrusive et beaucoup moins éblouissante. Il produit également un éclairage d'ambiance agréable.
L'art d'éclairer une piste cyclable minimalement intrusive pour la faune - sans électricité
Située dans la province de Brabant des Pays-Bas, la piste cyclable Van Gogh-Roosegaarde brille dans le noir comme une lueur de rêve. Un concept d'éclairage inspiré par « Nuit étoilée » pour commémorer le 125e anniversaire de la mort du peintre Van Gogh.
Fabriquée à partir de milliers de faux cailloux coulés dans le béton et recouverts d'un matériau intelligent qui permet d'emmagasiner la lumière du jour, la piste cyclable semble s'illuminer par magie après l'obscurité.
La nuit venue, elle s'allume doucement avec des cailloux luminescents imitant les célèbres tourbillons du ciel nocturne dans la toile originale du peintre Van Gogh.
Pour assurer un minimum d'intrusion sur l'habitat des animaux, l'intensité de la lumière émise par les pierres a été adaptée à cette fin. L'éclairage est aussi subtil que possible.
En intégrant l'éclairage dans la piste cyclable elle-même, l'éclairage public supplémentaire est inutile.
Appel aux élus
Avec une vision d'avenir associée à un leadership soutenu, Verdun pourrait innover en entamant un projet signature sécuritaire et abordable.
Quand il s'agit d'éclairer les 30 kilomètres de nos pistes cyclables et piétonnes, il est judicieux de les rendre attrayantes par une conception durable qui minimise les effets délétères sur l'environnement. Un modèle dont pourraient s'inspirer toutes les municipalités.
Qu'il s'agisse d'un boulevard ou d'un sentier piétonnier, en installant des lampadaires qui ne dépassent pas les normes maximales du niveau d'éclairement spécifié par la BNQ, cela réduit la quantité d'énergie consommée et diminue par conséquent les émissions de gaz à effet de serre associés au réchauffement climatique.
Au sommet COP21 à Paris, le Premier ministre Couillard affirme que la réussite passe nécessairement par les villes. Le maire Coderre écrit «De nécessité à urgence», un texte rempli de vérités de la Palice pour limiter le réchauffement planétaire à moins de 2 degrés.
Un défi ambitieux, bien sûr! Mais réalisable si la volonté est au rendez-vous.
Lors du conseil, tenu le 2 février 2016, les élus ont pris connaissance de la norme BNQ. Sans hésiter, le maire a exprimé son intérêt à se procurer le document innovateur afin de valider certains paramètres dans le cadre de ses propres recherches. Le maire et les 6 conseillers de Verdun ont en main une copie de la norme BNQ qui vise le contrôle de la pollution lumineuse.
La mitigation de nuisances touchant l'excès de lumière nocturne est un domaine où l'élu peut significativement améliorer la qualité de vie de ses citoyens de façon durable. Comment? Simplement en adoptant les politiques et règlements appropriés calqués sur les normes du BNQ.
L'avis équilibré du BNQ est des plus rassembleurs :
Il est rassurant de lire l'engagement du premier magistrat de Verdun, Monsieur Jean-François Parenteau :
« Verdun doit être un modèle de développement durable! »Source : Facebook, 14 décembre 2015
« Ce que je veux vraiment, c'est de positionner Verdun comme avant-gardiste. Je veux aller plus loin que ce qui se fait dans les autres arrondissements, être plus imaginatif. »
Source : Le Messager de Verdun, 6 janvier 2016