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Auteur(s)
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François BOUVIER : Ingénieur de l’École Centrale des Arts et Manufactures - Urbaniste SATG (Séminaire et Atelier Tony Garnier) - Ergonome SELF (Société d’Ergonomie de Langue Française) - Enseignant à l’Université de Paris XII
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Lire l’articleINTRODUCTION
Bien avant la crise provoquée par la guerre du Kippour en 1973, certains scientifiques s’étaient préoccupés de l’énergie solaire. Notamment, le professeur Trombe à Mont‐Louis et le professeur Dogniaux à Bruxelles poursuivaient des études sur le rayonnement solaire, sa captation et sa domestication.
L’apport énergétique du rayonnement solaire à la surface de la Terre est essentiel. Non seulement il est la cause directe de la majorité des phénomènes naturels que nous percevons (alternance diurne, température atmosphérique, nébulosité et vent), mais aussi de notre subsistance par le relais de la croissance des plantes et de l’élevage des animaux. Enfin, par l’intermédiaire des transformations séculaires de certains végétaux et animaux, ensuite pétrifiés, l’énergie solaire est la cause première des disponibilités énergétiques fossiles qui ont permis le développement et l’entretien de nos industries et de nos villes. Indépendamment des effets de retard, d’accumulation et de concentration dus à la chaîne alimentaire et aux stocks d’énergie fossile, l’apport énergétique solaire est considérable au regard de la consommation de nos cités : le professeur Duvigneaud écrit que l’apport énergétique solaire dans une ville comme Bruxelles est d’un ordre de grandeur voisin de celui des importations énergétiques humaines (électricité, fuel, charbon, etc.).
La transformation la plus simple que subisse l’énergie solaire à la surface des corps irradiés est sa dégradation en chaleur, à des niveaux de température compatibles avec la vie. Or, le chauffage des locaux d’habitation représente environ 20 à 25 % de la consommation énergétique de nos sociétés occidentales. On comprend l’intérêt porté aux études sur l’énergie solaire et l’essor de la notion d’architecture solaire.
Cette notion, implicitement mise en œuvre dans les constructions ancestrales, prend des formes variées, qui vont de la conception empirique et rustique de formes d’habitat autonome ou bioclimatique, jusqu’au développement de technologies sophistiquées, que l’on plaque sur des formes préexistantes, ou que l’on intègre à la conception architecturale.
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- Version courante de févr. 2010 par Francis MIGUET, Bernard PAULE
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Technologie solaire3. Soleil et énergie
Sous la réserve des ombres portées par d’éventuels bâtiments voisins à construire, les méthodes graphiques permettent de projeter des bâtiments afin de satisfaire au désir d’ensoleillement des habitants et aux nécessités plastiques de l’architecture. Nous avons cependant vu 1.3 que cette seule considération avait conduit à préconiser l’orientation est‐ouest comme l’orientation nord‐sud. Cependant, dès 1910, certains auteurs dépassaient la seule observation du déplacement d’est en ouest du Soleil : M. Marboutin, professeur d’hygiène à l’École centrale des arts et manufactures, prenait en compte, comme M. Henry avec son actinomètre à la villa des Pins à Boulogne‐sur‐Seine, la qualité physique du rayonnement solaire.
Nous désignerons par éclairement la puissance énergétique apportée par le rayonnement solaire (en W/m2).
Nous désignerons par irradiation l’énergie reçue pendant une durée d’insolation déterminée : irradiations horaire, quotidienne ou annuelle (en Wh /m2).
3.1 Rayonnement solaire
Elle aborde l’atmosphère terrestre sous forme de rayonnements électromagnétiques dont une part constitue le rayonnement visible. Ce rayonnement est en partie diffusé par l’atmosphère, puis par les corps terrestres, sol, plantes, bâtiments, et autres ; aussi distingue‐t‐on les énergies directe, diffuse et globale.
L’énergie directe provient exclusivement du disque solaire tel qu’il est vu, et donc durant les seules périodes d’ensoleillement ; elle est notée S dans tous les cas, sauf pour une surface perpendiculaire aux rayons solaires pour laquelle on note I. L’énergie...
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