Course du soleil en fonction du lieu géographique

Le graphe de la course du soleil représente la position du soleil dans le ciel à toute heure de la journée et de janvier à décembre.
Cette position du soleil est entièrement déterminé par deux composantes que sont l'azimut et la hauteur du soleil.

Le graphe de la course du soleil représente donc l'ensemble des couple (A_Z ; H) correspondant à la position du soleil dans le ciel.

Exemple

Voici le graphe de la course du soleil à Paris :

Explications

Reprenons le graphe de la course du soleil à Paris, avec quelques explications supplémentaires :



Ainsi, si nous voulons déterminer la position du soleil le 20 mars à 9 heures, il suffit de lire sur le graphe l'azimut et la hauteur correpondant au point d'intersection entre la ligne associée au 20 mars et la ligne associée à 9 heures :

Dans notre exemple, l'azimut du soleil est de -53° (c'est-à-dire 53° ouest) et sa hauteur est de 27°.

ATTENTION : Dans le graphe de la course du soleil, l'heure indiquée est l'heure solaire, et non-pas l'heure légale. En France, en hiver, l'heure légale est en avance d'une heure par rapport à l'heure solaire. En été, l'heure légale est en avance de deux heure par rapport à l'heure solaire.

omment reporter les obstacles sur le graphe de la course du soleil ?

Pour comprendre comment reporter les obstacles sur le graphe de la course du soleil, nous allons traiter un exemple concrêt.
Soit la maison ci-dessous sur laquelle deux modules solaires photovoltaïques sont installés sur la toiture orientée plein sud. L'environnement de la maison est constitué d'un arbre et de deux lampadaires.

Ces deux objets (arbre + lampadaires) vont faire de l'ombre aux modules solaires photovoltaïques sur la toiture de la maison. Il reste à savoir à quelles périodes de l'année et de la journée ces objets vont faire de l'ombre aux modules photovoltaïques.

Pour répondre à cette question, la méthode est de reporter ces obstacles sur le graphe de la course du soleil.

Supposons que la maison soit située aux alentours de Marseille.

Il faut dans un premier temps se munir du graphe de la course du soleil à Marseille (ce graphe de la course du soleil est téléchargeable içi).

1^ère étape : relever les points caractéristiques de la géométrie des obstacles

Les outils nécessaires pour réaliser cette étape sont une boussole (qui va permettre de mesurer l'azimut d'un point) et un clinomètre (qui va permettre de mesure la hauteur d'un point).

Ce relevé doit se faire au niveau des modules photovoltaïques. Il faut donc monter sur le toit à l'endroit où les modules photovoltaïques vont être posés, ainsi qu'illustré ci-dessous. Le point A est l'endroit où les mesures doivent être faites :



Une fois qu'on se situe au niveau du point A (voir ci-dessus), on se place face au sud. Pour cela, on prend la boussole qui nous indique la direction du sud.



Depuis cette position, voici ci-dessous ce qu'on pourrait voir :



A partir de cette vision des obstacles, le but est de définir des points caractéristiques de la géométrie des obstacles.
Détails important : Tout ce qui se situe en dessous des modules ne pourra jamais provoquer d'ombre aux modules. Ainsi quand on parle de la géométrie de l'obstacle, on entend tout ce qui se trouve au dessus des modules.
Par exemple, pour l'arbre, on peut définir 6 points caracatéristiques de sa géométrie, ainsi qu'illustré ci-dessous :



De même pour les lampadaires, on définit des points caractéristiques de leur géométrie :

2^ème étape :reporter les points caractéristiques sur le graphe de la course du soleil

Une fois les points caractéristiques déterminés, la suite consiste à reporter ces points sur le graphe de la course solaire. Pour cela, on mesure l'azimut et la hauteur de chacun des points caractéristiques définis précédemment.
L'azimut se mesure avec la boussole. La hauteur se mesure avec le clinomètre.
Par exemple, la hauteur du point A est l'angle noté H ci-dessous :



L'azimut du point A est l'angle noté A_Z ci-dessous :



La mesure de l'azimut et de la hauteur est à effectuer pour tous les points définis précédemment.

Ensuite, il suffit de reporter les points sur le graphe de la course du soleil, sachant que l'axe des abscisses de ce graphe représente l'azimut et l'axe des ordonnées représente la hauteur.

Par exemple, les mesures (avec la boussole et le clinomètre) de l'azimut et de la hauteur du point A ont permis de savoir que : A_Z=20° et H = 35°. On reporte alors ces deux valeurs dans le graphe de la course du soleil, ainsi qu'illustré ci-dessous :



On reporte ensuite tous les autres points sur le graphe de la course du soleil :

Interpréter le masque solaire

Le relevé de masque issue de l'étape précédente va nous permettre de savoir à quelle heure de la journée et à quel moment de l'année, les modules photovoltaïques seront à l'ombre.

Reprenons le relevé de masque de l'exemple précédent :

Comment interpréter ce relevé de masque ?

L'intersection entre le zone hachurée (en rouge) et la course du soleil correspond aux périodes pendant lesquelles les modules sont à l'ombre.

Exemples
♦ Le 21 février à 7 heure (heure solaire), les modules seront à l'ombre, car à cet instant, le soleil est dans la zone rouege hachurée :

♦ Le 20 mars à 10 heure (heure solaire), les modules ne seront pas à l'ombre, car à cet instant, le soleil n'est pas dans la zone rouge hachurée :

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