Présentation
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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Soleil et énergie2. Soleil et géométrie
De nombreux problèmes de la vie domestique sont liés à l’orientation et à l’insolation des bâtiments, et leurs solutions découlent immédiatement de la prise en considération d’abaques représentant les trajectoires apparentes du Soleil.
2.1 Cosmographie
L’insolation possible en un lieu, indépendamment du relief, des plantations et constructions, dites obstructions, et de la nébulosité, est conditionnée par la position du Soleil. Celle‐ci se détermine par des angles mesurés en degrés :
-
par rapport à l’équateur terrestre et au méridien du lieu considéré ; ces angles ne dépendent que de la saison et de l’heure ; ce sont la déclinaison
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comptée à partir de l’équateur et l’angle horaire H à partir du midi vrai ; -
par rapport au méridien du lieu et à l’horizon ; ces angles dépendent en outre de la latitude ϕ , comptée à partir de l’équateur ; ce sont la hauteur h mesurée à partir de l’horizon et l’azimut A à partir du nord (figure 1).
comptée à partir de l’équateur et l’angle horaire H à partir du midi vrai ;La déclinaison angulaire du Soleil varie de manière presque sinusoïdale avec la date de l’année : elle correspond à la translation de la Terre autour du Soleil sur une trajectoire elliptique dite écliptique dont le Soleil est l’un des centres. Elle est nulle lors des équinoxes et maximale lors des solstices, égale à l’inclinaison de l’axe de la Terre sur l’écliptique, soit 23o27′. Avec une approximation suffisante, la déclinaison solaire est donnée par la formule :
avec j quantième de l’année à compter du 1er janvier.
L’angle horaire est l’angle horaire vrai, tel qu’il est donné par les cadrans solaires. La différence entre heure légale et heure solaire vraie du lieu n’a pas d’importance lorsqu’il s’agit de déterminer les durées...
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