Localisation et situation du site
Localisation de Marseille sur planisphère et carte de france
vue aérienne de Marseille
Zoom sur mon site
Étude du soleil sur le site
Le jour ou la journée est l’intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c’est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée dépendent de l’époque de l’année et de la latitude. Le jour pôles terrestres… peut durer 6 mois aux pôles.
Par extension, le jour ou la journée est l’ensemble d’un jour et d’une nuit consécutifs. C’est aussi l’intervalle qui sépare un moment de son lendemain à la même heure au même endroit. Le jour est aussi une unité de temps qui, bien qu’en dehors du système international (SI), est en usage avec lui. Il vaut exactement 86 400 secondes et son symbole est j ou d (du latin diurnus). Le symbole j est un symbole français alors que le symbole d est international (cf. le site du Bureau International des Poids et Mesures).
Le jour solaire est le temps mis par la Terre pour faire un tour sur elle-même du point de vue du Soleil, autrement dit le temps séparant deux passages consécutifs du Soleil au méridien d’un lieu. Cette durée combine la rotation de la Terre sur elle-même et le déplacement de la Terre sur son orbite. Un jour est, par définition, divisé en 24 heures, de zéro heure à minuit. Il y a 365 ou 366 jours dans une année.
Le jour sidéral est le temps mis par la Terre pour faire un tour sur elle-même, du point de vue des étoiles distantes. C’est le temps séparant deux passages consécutifs d’une même étoile au méridien d’un lieu. Un jour sidéral dure 23 heures, 56 minutes et 4,09053 secondes. Il y a un jour sidéral de plus que de jours solaires dans une année.
Le temps d’ensoleillement
Le temps ensoleillement est basé sur le jour solaire apparent, qui est la durée entre deux retours successifs du Soleil au méridien local. Cette durée varie tout au long de l’année pour deux raisons :
À cause de ces particularités, le temps d’ensoleillement est plus courts en décembre qu’en juin.
Équinoxes et Solstice
Les équinoxes de mars et de septembre sont les deux moments de l’année où le jour et la nuit sont approximativement de même durée. Lors des équinoxes, le soleil se lève exactement à l’Est et se couche exactement à l’Ouest. En astronomie, un équinoxe est le moment où le Soleil atteint une des deux intersections entre l’écliptique et l’équateur céleste : sa déclinaison est alors nulle. L’intersection correspondant à l’équinoxe de mars est le point vernal. Lors de l’équinoxe, le soleil à midi solaire est à la hauteur moyenne du lieu.
Les solstices sont deux moments de l’année où le soleil atteint ses positions les plus méridionale et septentrionale par rapport au plan de l’équateur céleste ou terrestre. Le jour du solstice d’été est le plus long de l’année alors que le solstice d’hiver marque la plus longue nuit de l’année, mais les dates des solstices d’hiver et d’été sont inversées pour les hémisphères Nord et Sud, ainsi bien sûr que les saisons qui suivent traditionnellement ces dates.
Il y a donc 4 dates importantes pour pouvoir étudier l’ensoleillement de mon site. Le 21 mars, 21 juin, 21 septembre et 21 décembre.
Le 21 mars et septembre pour avoir la hauteur moyenne du soleil sur le site dans l’année, le 21 juin pour avoir la hauteur maximum du soleil et le 21 décembre pour la hauteur minimum.
La courbe nous indique donc que la hauteur moyenne du soleil est de 49° (21 mars et 21 septembre). La hauteur maximum est de 72° le 21 juin et la hauteur minimum est de 27° le 21 décembre.
Mais il y a d’autres paramètres qui rentre en compte. La terre à une forte inertie et il faut en prendre compte. L’énergie apportée par le soleil sous forme de chaleur est d’autant plus forte que le soleil est haut dans le ciel. C’est donc le 21 juin (solstice d’été) qu’il devrait faire le plus chaud, car c’est à cette date que le soleil est le plus haut dans le ciel et que son énergie apportée est maximale. Théoriquement, le 21 juin devrait donc être situé au milieu de l’été (et le 21 décembre le milieu de l’hiver).
C’est sans compter l’inertie de la terre : à l’arrivée du printemps puis de l’été, la terre va progressivement accumuler la chaleur apportée par le soleil en la captant, ce qui ralentit la montée des températures.
Le phénomène inverse se produit en automne puis en hiver : la terre va accumuler le froid en restituant la chaleur qu’elle aura stockée durant l’été, ce qui ralentit la baisse des températures extérieures.
Le schéma ci-contre montre bien le retard pris par l’évolution des températures (en rouge) par rapport à la hauteur du soleil (en jaune)
L’évolution de la hauteur du soleil et des températures moyennes étant périodique, le terme technique pour évoquer ce retard s’appelle un déphasage.
Ce phénomène constaté sur le cycle des saisons est encore plus marqué sur le cycle jour-nuit. Une heure après le lever du soleil, ses rayons dardent la terre avec la même énergie qu’une heure avant son coucher. Pourtant (et notamment en été) il fait beaucoup plus chaud le soir que le matin, signe que la terre a accumulé beaucoup de chaleur durant la journée.
Il est donc important de connaitre le trajet du soleil et les horaires de lever et coucher du soleil car le traitement de la façade est qui est exposée au soleil lorsqu’il se lève et le traitement de la façade ouest exposée au soleil couchant ne doit pas être la même.
Ces courbes en heures U.T.C. (+1H en heure d’hiver ; +2H en heure d’été), nous permettent d’avoir les horaires de lever et de coucher du soleil à toutes les saisons et aussi d’avoir les variations de la durée des journées pour tous les jours de l’année.
On peut remarquer qu’il y a un peu plus de trois heures de différences entre l’heure du lever du soleil l’hiver que l’été. Il en est de même pour les heures de coucher du soleil. Il y a donc plus de 6 heures de plus de soleil l’été que l’hiver.
Maintenant, il nous reste à déterminer le trajet du soleil toute au long de la journée.
Le trajet moyen du soleil (21 mars et 21 septembre) sur Marseille.
Le soleil se lève plein Est et se couche plein Ouest.
En hiver, le soleil ne parcourt plus que les deux tiers du trajet moyen du soleil. Il ne va que vraiment éclairer la façade Sud et monte beaucoup dans le ciel. Les ombres seront donc plus longues toute au long de la journée.
L’été, inversement, le soleil parcourt environ un tiers de plus que le parcoure moyen du soleil. Il monte aussi beaucoup plus haut dans le ciel.
En conclusion :
Grâce à toutes ces données, on peut donc anticiper le mouvement du soleil toute au long de l’année et donc prévoir le débord de toiture, ou de façade par rapport à la hauteur de vitre pour pouvoir protéger notre intérieur des chaleurs, et récupérer la chaleur des rayons de soleil d’hiver.
le rapport calculé pour obtenir un auvent qui particulièrement efficace :
il laisse passer environs 90% des apports solaires en hiver, alors qu’il n’en laisse passer que 50% en été est de 1,75 (H/D ; le rapport entre la hauteur H et le débord D ).
Schéma pour midi solaire le 21/06
Schéma pour midi solaire le 21/03 et 21/06
Schéma pour midi solaire le 21/012
Maintenant, il ne reste plus qu’à déterminer le trajet des ombres toute au long de l’année pour ne pas empêcher l’ensoleillement d’un immeuble à cause d’un autre.
Ombre pour le 21/03 et 21/06 à 10H, 12H, 14H et 16H (Pour afficher en plus grand, cliquer ici)
Ombre pour le 21/09 et 21/12 à 10H, 12H, 14H et 16H (Pour afficher en plus grand, cliquer ici)
Trajet du soleil et des ombres toutes au long de la journée.
Le 21/06 (à gauche) et 21/12 (à droite) de 6H00 à 22H30.
(En haut, vue de plan avec le nord en haut ; en bas, élévation regard vers le nord)
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La suite pour très vite…..
