1 · Le ciel que nous perdons · En détail
La pollution lumineuse, en détail.
La page d'accueil raconte l'essentiel : ce que c'est, pourquoi la LED blanche l'aggrave et ce que nous perdons avec elle. Ici, le pourquoi de chaque chose : la physique du halo lumineux, comment on mesure un ciel, ce que dit la loi et ce que chacun peut faire. Le ciel en arrière-plan est celui de cette nuit au-dessus de Valladolid, et il change au fil de la lecture.
01 · La physique du halo
La lumière qui monte ne s'en va pas : elle reste au-dessus.
Deux chemins vers le haut
Un lampadaire envoie de la lumière vers le ciel de deux façons. Directement : la part de son flux émise au-dessus de l'horizontale, le flux hémisphérique supérieur (FHS dans la réglementation espagnole). Et par réflexion : la lumière qui atteint le sol et rebondit sur l'asphalte, les trottoirs et les façades. La norme additionne les deux dans le flux total ascendant, FTA = FHS + FHR (ITC-EA-03). C'est pourquoi le défilement ne suffit pas : une rue éclairée deux fois plus que nécessaire envoie deux fois plus de lumière au ciel, même par rebond.
Pourquoi le ciel s'allume
La lumière qui monte heurte les molécules de l'air et les particules en suspension —poussière, humidité, pollution— et une partie redescend depuis toutes les directions. C'est le halo lumineux : le ciel transformé en écran éclairé. Les molécules diffusent beaucoup plus les courtes longueurs d'onde, en proportion inverse de la puissance quatre de la longueur d'onde (diffusion de Rayleigh) : le bleu à 450 nm est diffusé presque trois fois plus que le jaune à 589 nm du sodium. C'est pour cela que le ciel est bleu le jour, et que la nuit le halo d'une LED blanche porte plus loin.
Et la nuit, l'œil voit plus bleu
Avec une vision adaptée à l'obscurité, nous regardons avec les bâtonnets, plus sensibles au bleu-vert que les cônes. À lumens égaux, une LED blanche de 4 000 K éclaire le ciel que nous percevons environ 2,5 fois plus que le sodium haute pression qu'elle remplace (Falchi et al., 2016). Essayez : le ciel en arrière-plan change avec le lampadaire.
Même lampadaire, même flux :
- Luminance du ciel
- 19,00 mag/arcsec²
- Halo artificiel
- 14,8 × le ciel naturel
- Étoiles à l'œil nu
- 529
Jusqu'où il porte
Le halo d'une agglomération se voit de loin et grandit avec sa taille. Merle Walker l'a mesuré autour des villes de Californie en 1977 et l'a résumé en une règle toujours utilisée : la luminosité qu'une ville ajoute au ciel, en regardant vers elle à 45° de hauteur, est proportionnelle à sa population et décroît avec la distance à la puissance 2,5. Choisissez une taille de population :
- Plus de lumière artificielle que naturelle
- Ajoute plus de 10 %
- Ajoute plus de 1 %
- Ciel vierge
Loi de Walker : I = 0,01 · P · d−2,5, où P est la population et d la distance en km. C'est une règle empirique, prévue pour des distances supérieures à l'agglomération elle-même : elle donne l'ordre de grandeur, pas la valeur en un point précis.
02 · Comment on mesure un ciel
Un nombre pour l'obscurité : des magnitudes par seconde d'arc carrée.
La luminance du ciel se mesure comme l'éclat d'une étoile : en magnitudes, pour chaque portion de ciel d'une seconde d'arc de côté. L'échelle est inversée et logarithmique : plus le nombre est élevé, plus le ciel est sombre, et chaque point vaut un facteur 2,512 —cinq points, un facteur 100—. Un ciel sans aucune lumière artificielle donne environ 22,0 mag/arcsec² ; un centre-ville, entre 17 et 18 : de 40 à 100 fois plus lumineux.
On la mesure avec un photomètre pointé vers le zénith, par une nuit sans Lune ni nuages. Le plus répandu est le SQM (Sky Quality Meter), de la taille d'une télécommande ; Astroval l'utilise pour certifier ses sites d'observation. À l'œil nu, la mesure est l'étoile la plus faible que l'on parvient à voir, et on en déduit le nombre d'étoiles du ciel.
L'échelle de Bortle
En 2001, l'astronome amateur John Bortle a proposé de décrire un ciel par ce que l'on y voit, en neuf classes : de 1, le ciel vierge, à 9, le centre d'une ville. Déplacez l'échelle et regardez le ciel en arrière-plan.
Bortle a décrit son échelle par ce que l'on voit, pas par un nombre ; l'équivalence en mag/arcsec² et le nombre d'étoiles sont ceux du modèle de VillaLuz (relation de Schaefer, 1990), les mêmes que sur la page d'accueil.
Classe 1Ciel vierge
On voit la lumière zodiacale et le gegenschein ; la Voie lactée est si brillante que la région du Scorpion et du Sagittaire projette des ombres diffuses, et la galaxie du Triangle est visible à l'œil nu.
- Luminance
- ≥ 21,99 mag/arcsec²
- Étoiles à l'œil nu
- 4 557
03 · Ce que dit la loi
La réglementation exige déjà un meilleur ciel que celui que nous avons.
En Castille-et-León, deux textes s'appliquent à la fois : le texte national —le Règlement sur l'efficacité énergétique des installations d'éclairage extérieur (décret royal 1890/2008) et ses instructions techniques, les ITC-EA— et le texte régional, la loi 15/2010 de prévention de la pollution lumineuse. Quand les deux fixent une limite, c'est la plus stricte qui s'applique.
À chaque zone, sa limite
L'ITC-EA-03 divise le territoire selon l'obscurité qu'il mérite et limite, dans chaque zone, la quantité de lumière qui peut partir vers le haut :
| Zone | Ce que c'est | Flux vers le ciel (FHS) maximal | Lumière intrusive maximale sur une fenêtre |
|---|---|---|---|
| E1 | Environnements ou paysages sombres : observatoires astronomiques, parcs nationaux et espaces naturels protégés, aux routes non éclairées. | ≤ 1 % | 2 lx |
| E2 | Faible luminosité : périphéries, terrains non constructibles et zones rurales aux routes éclairées. | ≤ 5 % | 5 lx |
| E3 | Luminosité moyenne : zones urbaines résidentielles, aux chaussées et trottoirs éclairés. | ≤ 15 % | 10 lx |
| E4 | Forte luminosité : centres-villes et zones commerciales et de loisirs très animées la nuit. | ≤ 25 % | 25 lx |
Valeurs de l'ITC-EA-03 de 2008, tableaux 2 et 3. En Castille-et-León, aucun luminaire ne peut envoyer plus de 3 % vers le haut, quelle que soit la zone, sauf pour l'éclairage du patrimoine historique ou artistique (loi 15/2010, art. 13.1.a).
Ce qu'ajoute la Castille-et-León
- Pas plus de 3 % vers le haut : la loi interdit les luminaires dont le flux vers l'hémisphère supérieur dépasse 3 %, sauf ceux qui éclairent un patrimoine d'intérêt historique ou artistique particulier (art. 13.1.a).
- Ni canons ni lasers vers le ciel : les projecteurs émettant au-dessus de l'horizontale et la publicité aérienne nocturne sont interdits (art. 13.1.b et c).
- L'ornemental, jusqu'à 23 h : façades, monuments et enseignes lumineuses s'éteignent à onze heures du soir ; une heure plus tard les vendredis, jours fériés et veilles, ou à la fermeture de l'établissement (art. 12).
- Des zones propres : les communes de plus de 20 000 habitants zonent leur territoire et peuvent durcir les limites par arrêté, jamais les assouplir (art. 6).
Couleur et quantité
Couleur : la norme nationale ne fixe aucun plafond général de température de couleur ; elle exige seulement, en zone E1, des lampes au sodium ou un filtrage de la lumière en dessous de 440 nm (ITC-EA-03 § 1.2). Le projet de réforme de 2021 proposait de ne pas dépasser 4 000 K ± 300, mais il n'a pas été adopté ; la recommandation de référence est celle de l'Association médicale américaine (2016) : pas plus de 3 000 K. Quantité : l'éclairage ne peut dépasser de plus de 20 % le niveau fixé pour chaque voie (ITC-EA-02). Suréclairer, ce n'est pas avoir de la marge : c'est être hors norme.
Nous citons le texte en vigueur : le décret royal 1890/2008 avec ses ITC-EA-02 à 07 telles que publiées, et l'ITC-EA-01 adoptée par le décret-loi royal 18/2022. En 2021, le ministère a soumis à consultation publique une réforme plus exigeante — avec une zone E0, 5 % vers le ciel en E3 et un plafond de 4 000 K — qui circule dans bien des documents, mais elle n'a pas été adoptée et n'oblige personne. En Castille-et-León, de toute façon, c'est le 3 % de la loi régionale qui s'applique.
04 · Ce que peut faire une mairie
Six décisions, de la moins chère à la plus fine.
Les chiffres sont ceux de la grand-rue de VillaLuz, le village de notre simulateur, calculés avec son moteur. Nous partons de ce qui éclaire encore beaucoup de rues : des lampadaires boules de 12 000 lm, une lumière blanche de 4 000 K, 22 % du flux vers le ciel et allumés à 100 % toute la nuit.
- Point de départ
- 18,43 mag/arcsec²Bortle 83 116 kWh/an
- 01
Savoir ce qu'il y a
Un inventaire de chaque point lumineux : type de luminaire, flux vers le ciel, température de couleur, puissance et horaire. Sans lui, pas de plan ; avec lui, on découvre souvent des lampadaires dont personne n'a besoin.
- 02
Plus rien vers le haut
Des luminaires défilés, avec 0 % du flux au-dessus de l'horizontale. Toute la lumière qui partait au ciel descend dans la rue… et elle est maintenant en trop.
- Ciel
- 19,15 mag/arcsec²Bortle 6-7
- Étoiles
- 602
- Consommation
- 3 116 kWh/an0 % de moins
- 03
Seulement la lumière que demande la norme
Moins de lumens par point et mieux répartis, jusqu'au niveau de la classe de chaque voie, sans le dépasser. C'est l'étape qui économise le plus d'énergie.
- Ciel
- 20,35 mag/arcsec²Bortle 5
- Étoiles
- 1 599
- Consommation
- 938 kWh/an70 % de moins
- 04
Une lumière chaude
De 4 000 K à 2 200 K, ambrée. Moins de bleu à diffuser et à percevoir pour l'œil adapté à l'obscurité. Cela coûte un peu d'efficacité —une LED chaude donne moins de lumens par watt—, d'où une légère hausse de la consommation.
- Ciel
- 21,24 mag/arcsec²Bortle 4
- Étoiles
- 2 950
- Consommation
- 1 158 kWh/an63 % de moins
- 05
Baisser au cœur de la nuit
Gradation horaire : 100 % jusqu'à minuit et 50 % le reste de la nuit, quand presque personne ne passe.
- Ciel
- 21,56 mag/arcsec²Bortle 3
- Étoiles
- 3 565
- Consommation
- 833 kWh/an73 % de moins
- 06
Détection de présence
Au cœur de la nuit, le lampadaire reste en veille et passe à pleine puissance pendant 90 secondes quand quelqu'un passe. Calculé avec quatre passages par heure.
- Ciel
- 21,89 mag/arcsec²Bortle 3
- Étoiles
- 4 309
- Consommation
- 230 kWh/an93 % de moins
05 · Ce que vous pouvez faire
Chez soi aussi, on éteint le ciel.
- 01
La lumière extérieure, vers le bas
Des appliques fermées sur le dessus, qui éclairent le sol et non le ciel ni la fenêtre du voisin. Adieu les boules et les projecteurs tournés vers le haut.
- 02
Chaude et juste ce qu'il faut
Des ampoules de 2 700 K ou moins, et de peu de lumens : pour voir où l'on met les pieds, il faut bien moins de lumière qu'on ne le croit.
- 03
Seulement quand il le faut
Une minuterie ou un détecteur de mouvement pour la lumière du jardin, de la cour ou de l'entrée. Allumée toute la nuit, elle n'éclaire personne.
- 04
Baissez les volets
La lumière intérieure sort aussi et monte. Volets baissés ou rideaux épais, en plus, vous dormez mieux.
- 05
Mesurez votre ciel
Globe at Night est un projet de science participative : vous comptez les étoiles d'une constellation depuis chez vous et vous les envoyez. Ses données ont montré que le ciel s'éclaircit de 9,6 % par an (Kyba et al., 2023).
globeatnight.org ↗ - 06
Demandez-le à votre mairie
Les lampadaires appartiennent à la commune. Apportez-leur cette page, ou le simulateur : il leur montre combien ils économisent et combien de ciel ils récupèrent.
Demandez la simulation de votre commune →
Sources
- 1.F. Falchi et al. (2016). «The new world atlas of artificial night sky brightness». Science Advances 2, e1600377. doi.org/10.1126/sciadv.1600377
- 2.M. F. Walker (1977). «The effects of urban lighting on the brightness of the night sky». Publications of the Astronomical Society of the Pacific 89, 405. doi.org/10.1086/130142
- 3.J. E. Bortle (2001). «Introducing the Bortle Dark-Sky Scale». Sky & Telescope 101 (2), 126. skyandtelescope.org/wp-content/uploads/BortleDarkSkyScale.pdf
- 4.B. E. Schaefer (1990). «Telescopic limiting magnitudes». Publications of the Astronomical Society of the Pacific 102, 212. doi.org/10.1086/132629
- 5.Real Decreto 1890/2008 (2008). «Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y sus instrucciones técnicas complementarias EA-01 a EA-07». BOE-A-2008-18634. www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2008-18634
- 6.Real Decreto-ley 18/2022 (2022). «Disposición final: nueva ITC-EA-01, eficiencia energética, en vigor desde el 1 de enero de 2023». BOE-A-2022-17040. www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2022-17040
- 7.Ministerio de Industria, Comercio y Turismo (2021). «Proyecto de Real Decreto por el que se aprueba el Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y sus ITC-EA-01 a EA-08». Información pública, 21/07–30/09/2021; no aprobado.
- 8.Ley 15/2010 de Castilla y León (2010). «Ley de prevención de la contaminación lumínica y del fomento del ahorro y eficiencia energéticos derivados de instalaciones de iluminación». BOE-A-2010-20074. www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2010-20074
- 9.C. C. M. Kyba et al. (2023). «Citizen scientists report global rapid reductions in the visibility of stars from 2011 to 2022». Science 379, 265–268. doi.org/10.1126/science.abq7781
Les titres sont cités tels qu'ils ont été publiés. Les chiffres de VillaLuz, la luminance du ciel et le nombre d'étoiles sont nos propres calculs avec le moteur du simulateur.
Et le ciel de votre commune ?
Nous simulons l'éclairage de votre commune avec ses données réelles et vous disons combien de ciel et combien d'énergie il est possible de récupérer.