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)
-
Francis MIGUET : Professeur des écoles d'architecture - Docteur en sciences pour l'Ingénieur
-
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.).
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VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 1981 par François BOUVIER
DOI (Digital Object Identifier)
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Soleil et énergie
En anglais
2. 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
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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 δ 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 (cf. figure 2).
-
-
La déclinaison angulaire du Soleil varie de manière presque sinusoïdale avec la date de l'année : elle correspond au déplacement 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 23° 27′. 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. Dans l'absolu, la différence entre heure légale et heure solaire vraie du lieu n'a pas d'importance lorsqu'il s'agit de déterminer les durées d'ensoleillement et les valeurs d'irradiation. En revanche,...
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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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