Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Le soleil est à l'origine de nombreux phénomènes sur la terre : alternance diurne, température atmosphérique, photosynthèse, transformation de végétaux et animaux en énergies fossiles. L'accès à ces ressources énergétiques fossiles étant de plus en plus problématique, le développement des énergies renouvelables rend indispensable la maîtrise du rayonnement solaire. Cet article décrit la notion de durée d'insolation en architecture, il présente également l'importance de l'ensoleillement des bâtiments pour l'éclairage et le bien-être. De même, sont expliqués les principes géométriques du soleil : rayonnement, parcours, ombres portées... Enfin, ce dossier détaille les problématiques liées à l'énergie, qu'elle soit directe (périodes d'ensoleillement) ou diffuse (période du jour).
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The sun is at the origin of numerous phenomena on Earth: day and night alternance, atmospheric temperature, photosynthesis, transformation of plants and animals into fossil energy. The access to these fossil energetic resources being increasingly problematic, the development of renewable energies requires the mastery of solar radiations. This article describes the concept of sunshine duration in architecture and also highlights the importance of sun exposure on buildings for lighting and well-being. It furthermore explains the geometric principles of the sun: radiation, course, drop shadows, etc. This article finally details the issues related to energy, be it direct (periods of sunlight) or diffuse (time of day).
Auteur(s)
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Francis MIGUET : Professeur des écoles d'architecture - Docteur en sciences pour l'Ingénieur
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Bernard PAULE : Directeur associé d'Estra SA, Lausanne - Docteur es Sciences, chargé de cours à l'École polytechnique fédérale de Lausanne – Architecte DPLG - Cette édition est une mise à jour de l'article de François BOUVIER intitulé « Soleil et architecture » paru en 1981.
INTRODUCTION
A l'heure où l'accès aux ressources énergétiques inquiète sérieusement la majorité des responsables de la planète, la question de l'utilisation d'énergies renouvelables, en remplacement des énergies fossiles, relance avec acuité le débat portant sur la maîtrise du rayonnement solaire.
L'apport énergétique dû au soleil est essentiel. Il est la cause directe, non seulement 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, dûs à la chaîne alimentaire et aux stocks d'énergie fossile, l'apport énergétique solaire est considérable au regard de la consommation de nos sociétés. Le professeur Jacques Neyrinck indiquait, en 2000, que l'activité humaine induit une consommation moyenne équivalente à 1 % environ du flux énergétique solaire disponible sur l'ensemble de la planète. Mais, le paradoxe réside dans le fait que cette consommation est puisée à 95 % dans le « capital » que représentent les énergies fossiles sous leurs différentes formes.
Lorsque l'on sait que le chauffage des locaux d'habitation représente environ 20 à 25 % de la consommation énergétique de nos sociétés occidentales, on comprend mieux l'intérêt porté aux études sur l'énergie solaire et l'essor de la notion d'architecture bioclimatique. Cette notion, implicitement mise en œuvre dans l'architecture vernaculaire, intègre aujourd'hui les possibilités offertes par de nouveaux matériaux (isolation, vitrages) et est favorisée par le développement de normes et de labels, de plus en plus exigeants en matière de performance énergétique des bâtiments (RT2005, HQE, Minergie, etc.).
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 1981 par François BOUVIER
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Soleil et société
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3. 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.
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L'énergie...
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Soleil et énergie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHAULIAGUET (Ch.), BARATÇABAL (P.), BATELLIER (J.P.) - L'énergie solaire dans le bâtiment - Éd. Eyrolles, 202 p. (1978).
-
(2) - Le soleil au service de l'homme - Congrès International UNESCO (juil. 1973).
-
(3) - Les échanges thermiques entre un bâtiment et son environnement - AFEDES-SFT-INSA Lyon (avril 1976).
-
(4) - OLGYAY (V.) - Design with climate - 4e éd., Princeton University Press (1973).
-
(5) - HURPY (I.), NICOLAS (F.) - Effets de serre. Conception et construction des serres bioclimatiques - PYC Éd. (1981).
-
(6) - L'énergie solaire - Conférence internationale Nice. Ministère de l'Industrie et de la recherche. Délégation aux énergies nouvelles (janv. 1977).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
http://audience.cerma.archi.fr/cerma/pageweb/theorie/solaire/geometrie_solaire.html
http://view.robothumb.com/cerma.archi.fr
http://www.paulcarlisle.net/old/earthviewer.html
HAUT DE PAGE
http://www.soda-is.com/fr/carte/france_2006_dni.html
HAUT DE PAGE
Décret n° 61-1297 du 30 novembre 1961 devenu l'article R. III-3 du Code de l'Urbanisme par le décret n° 77-755 du 7 juillet...
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