L’éclairage circadien des salles de commande des CFF

Dans l’exercice de diverses professions, notamment liées à la santé, aux infrastructures critiques ou à la mobilité, de nombreux collaborateurs sont soumis à des horaires de travail irréguliers. Dans de tels secteurs, il est d’autant plus important de veiller au bien-être et à la santé des employés en leur offrant des conditions optimales sur leur lieu de travail. Dans ce contexte, la mise en œuvre d’un éclairage de type circadien joue un rôle essentiel.

Cette technologie d’éclairage étant assez récente, la réalisation d’une telle installation peut toutefois nécessiter la mise en commun de diverses expertises pour relever les défis rencontrés lors de sa planification et de sa mise en service. Cet article revient sur les différentes étapes qui ont mené à la réalisation de l’éclairage circadien de la salle de commande du nouveau centre d’exploitation CFF de Renens.
 

Pourquoi miser sur un éclairage circadien dans les salles de commande?

Le rythme circadien – du latin «circa» (autour) et «dies» (jour) – règle le cycle de veille-sommeil ainsi que de nombreux mécanismes biologiques, physiologiques et comportementaux des êtres humains. La durée d’un cycle correspond à environ 24 h, et sa composition est liée directement au temps et au type d’exposition à la lumière du jour. Or, il est bien connu qu’une exposition réduite et/ou irrégulière à la lumière naturelle peut avoir des effets négatifs – psychologiques et physiques – sur la santé des personnes. Pour faire face à cette problématique, un engagement concret et cohérent est développé au sein des CFF pour créer des systèmes d’éclairage intelligents, capables de répondre aux besoins des utilisateurs, dans les locaux tels que les salles de commande.

Les salles de commande des CFF regroupent les divers corps de métiers chargés de garantir la sécurité du trafic ferroviaire et d’en assurer la ponctualité sur l’ensemble du territoire suisse. Celle du nouveau centre d’exploitation Ouest (CE Ouest), mis en service à Renens le 1^er septembre 2024, assure désormais ces tâches pour toute la Suisse romande. Lors de sa conception, les CFF ont porté une attention particulière non seulement aux contraintes liées à la technique ferroviaire et aux exigences élevées en matière de disponibilité et de sécurité, mais aussi à l’ergonomie et à la protection de la santé des collaborateurs. Dans ce contexte, avoir recours à un éclairage circadien de haute qualité, respectant les rythmes biologiques des employés mis à l’épreuve par des horaires de travail irréguliers, était indispensable.

Un défi de taille

Le nouveau centre d’exploitation Ouest des CFF est localisé sur deux étages du bâtiment Cervin, dans le Parc du Simplon, à Renens. Les deux salles ont une surface d’environ 800 m² et une hauteur de plafond de 3,4 m. Les locaux disposent, en outre, d’une façade vitrée sur toute la longueur de la face orientée nord-est, du côté des voies ferrées.

Réaliser un système d’éclairage sur des bases scientifiques alors que les produits correspondants disponibles sur le marché au moment de la conception, en 2019, n’étaient pas légion, a constitué un défi de taille. Celui-ci a pu être relevé en mobilisant et en coordonnant des ressources issues des disciplines de la technique, de la science et de la gestion de projet-pilote. Les partenaires engagés ont pu profiter de l’opportunité de réaliser un projet innovant, tout en développant leurs compétences en la matière ainsi que leurs produits.

La conception

La phase de conception des installations, réalisée entre 2019 et 2021, était divisée en trois parties principales: la recherche scientifique, les limites techniques et les besoins des utilisateurs.

La première phase en matière de recherche scientifique avait pour objectif de clarifier les besoins spécifiques du projet, entre pratique et recherche. Une collaboration a été établie entre le Laboratoire d’énergie solaire et de physique du bâtiment (LESO-PB) de l’EPFL pour la simulation de l’apport en lumière naturelle et la détermination du complément en lumière artificielle nécessaire, le Centre de chronobiologie de l’Université de Bâle pour le cahier des charges, et le CSEM pour la coordination scientifique.

Grâce à une méta-étude ¹⁾ réalisée dès les prémices du projet, un état de l’art de la recherche scientifique a été établi afin de servir de base au développement d’une solution adaptée à l’objectif: concevoir un éclairage circadien pour des salles de commande desservies 24h/24, en se focalisant sur la santé des collaborateurs (maintien d’un rythme circadien malgré le travail à des horaires irréguliers) ainsi que sur la sécurité (maintien de la vigilance nécessaire à la gestion du trafic ferroviaire). Puis, une étude de marché technico-scientifique approfondie a été effectuée par Chronolight, une entreprise de conseil spécialisée en éclairage circadien, pour évaluer la disponibilité de produits potentiellement adéquats ainsi que la maturité des fournisseurs, notamment dans le domaine des systèmes de pilotage dynamique et temporel de l’éclairement lumineux standard, de la température de couleur et de l’éclairement lumineux mélanopique en découlant.

Les fournisseurs potentiels identifiés ont ensuite été invités à participer à un appel d’offres structuré, rédigé en coordination avec les mandataires techniques et scientifiques, dans le respect des règles d’achats très strictes en vigueur aux CFF. L’appel d’offres prévoyait d’emblée une phase de prototypage destinée à contrôler objectivement le respect des exigences techniques et qualitatives des solutions proposées. Sur les sept fournisseurs potentiels sollicités, seuls deux ont déposé une offre, ceci dénotant bien le caractère exigeant et innovant du projet.

Parallèlement, une première étude scientifique de terrain était lancée sur le site existant de l’ancien centre d’exploitation Ouest, à Lausanne. Ce centre disposait déjà d’un éclairage de type dynamique depuis sa construction, en 2009. Cette première étude de terrain était destinée à collecter des données de référence sur le ressenti des utilisateurs afin de pouvoir ensuite effectuer une comparaison avec la situation finale à Renens. La participation aux deux études reposait sur la base du volontariat, et celles-ci ont été validées par une commission d’éthique ainsi que par le service de la santé au travail des CFF. Une participation active des collaborateurs a pu être constatée.

La réalisation

La coordination technique a joué un rôle fondamental lors de la phase de réalisation: une véritable synergie s’est développée entre le maître d’ouvrage, les mandataires techniques (ingénieurs électriciens, CVS et architectes) et les entreprises exécutantes (électriciens, entreprise générale et fournisseurs). Un dialogue direct, clair et en toute transparence a été privilégié: la mise en place des indications scientifiques a suivi l’évolution du chantier, garantissant au fur et à mesure l’apport de réponses concrètes aux défis d’exécution. Par exemple, des questions apparemment anodines liées aux types et couleurs des revêtements des murs et plafonds ont pu être traitées lors des séances de coordination et résolues dans le respect des exigences du cahier des charges de l’éclairage circadien.

L’association de la lumière naturelle et de la lumière artificielle a constitué l’un des points clés du projet: les apports de lumière naturelle ont été maximisés, et l’éclairage artificiel a été conçu en tant que support variant en intensité en fonction de l’heure de la journée et de la localisation dans la salle (notamment en termes de distance par rapport aux fenêtres). Le système d’éclairage circadien installé dans les salles de commande suit une courbe prédéfinie scientifiquement pour un cycle de 24 h afin de garantir une température de couleur homogène sur toute la surface de la salle. Pour répondre aux besoins individuels, un système d’éclairage d’appoint est en outre disponible à chaque place de travail, donnant aux collaborateurs la possibilité de régler l’intensité lumineuse à leur guise à leur poste, alors que la température de couleur, elle, suit la courbe de l’éclairage principal.

Comme mentionné plus haut, la surface du centre d’exploitation présente une façade complètement vitrée, orientée nord-est. Pour éviter tout type d’inconfort dû à l’éblouissement ou à des contrastes trop élevés, un système de stores internes et externes automatisé a été mis en place, permettant également d’optimiser les apports en lumière naturelle et en éclairage artificiel. La redondance des stores internes et externes présente en outre l’avantage de pouvoir éviter tout impact sur la production en cas de défaillance de l’un des deux équipements.

Comme indiqué, le système d’éclairage doit s’adapter en fonction des conditions environnementales extérieures. Pour ce faire, un héliomètre installé sur le toit du bâtiment est combiné à un système de sondes intérieures situées à proximité des fenêtres, mesurant en temps réel l’apport de lumière du jour. Le monitoring de la régulation est actif en permanence afin de garantir le suivi de l’installation, même si des adaptations des paramètres sont toujours possibles.

Pour des raisons de sécurité liées au fait que les centres d’exploitation des CFF sont des infrastructures critiques de la Confédération, le système de pilotage informatisé de l’éclairage ne peut pas être atteint depuis l’extérieur. Les interventions courantes (maintenances, mises à jour ou dépannages) doivent donc être effectuées sur site. Cette condition requiert la mise en œuvre de composants robustes et de qualité, ainsi qu’un service client adapté.

Une fois la mise en service terminée et le respect des exigences contrôlé par de nouvelles mesures scientifiques, le moment était venu d’intégrer le ressenti des premiers intéressés, c’est-à-dire des utilisateurs. Cette phase s’est déroulée sous plusieurs formes: intégration des retours spontanés, sondages ponctuels ciblés en ligne et, enfin, réalisation de la seconde étude scientifique de terrain servant à faire écho à celle menée initialement sur le site de Lausanne. L’acceptation des utilisateurs étant aussi en partie conditionnée par leur degré de conscience et de connaissance des phénomènes circadiens, des sessions d’informations ont été organisées avec les scientifiques. Grâce à cette phase, les réticences initiales normales en lien avec le processus du changement ont pu être aplanies et les collaborateurs les plus inquiets rassurés. Un coaching individuel permettra en outre aux collaborateurs qui ont participé à l’étude de terrain de recevoir des conseils sur la gestion du sommeil en lien avec le travail irrégulier et la lumière.

Conclusions et perspectives

De l’avant-projet, en 2019, à la mise en service du système, en 2024, la recherche scientifique et le marché des équipements circadiens ont beaucoup évolué. La planification du projet a suivi ces évolutions au fil des ans, et le projet continue encore à s’adapter, grâce aux utilisateurs et au suivi scientifique.

Les connaissances acquises tant sur le plan technique que dans le domaine scientifique sont valorisées en permanence, et profitent aux implantations sur d’autres sites des CFF. Que cela soit pour de nouvelles constructions ou pour des objets similaires déjà existants nécessitant des actions en termes de maintien de la substance, l’éclairage circadien fait désormais partie intégrante du cahier des charges des salles de commande des CFF.

Ce projet a démontré l’importance du travail interdisciplinaire: les mandataires ont partagé leurs expériences et compétences afin de trouver des solutions concrètes aux défis. Parfois avec des points de vue différents, mais toujours avec le même objectif: établir un lien entre la recherche et la réalisation, pour la sécurité et le bien-être des utilisateurs.