cours 06 le climat
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Master I: Architecture et Environnement
Matière: Sciences Pour L’architecture
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COURS N° 03
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LE CLIMAT
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Par: Melle Hamel Khalissa
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RéférencesRéférenceséHAMEL, Khalissa. La ville compacte: une forme urbaine d’une ville durable en régions
arides. Mémoire de Magistère en Architecture. Biskra: Département d’architecture del’université de Biskra, 2005, 278p.SZOKOLAY S V Introduction to Architectural Science The Basis of Sustainable Design sk
ra.
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SZOKOLAY S. V., Introduction to Architectural Science. The Basis of Sustainable Design.Architectural Press, AMSTERDAM, BOSTON, HEIDELBERG, LONDON, NEW YORK,OXFORD, PARIS, SAN DIEGO, SAN FRANCISCO, SINGAPORE, SYDNEY, TOKYO, 2008.LIÉBARD A. & DE HERDE A.,Ed. Traité d'Architecture et d'Urbanisme Bioclimatiques, e
de B
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qObser’ER, Paris, 2005.CAPDEROU M. Atlas solair de l’Algérie. Tome 3. Office des publications universitaires,Alger, 1985.
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MAZOUZ, Said. L’ensoleillement: outils et méthodes. Département d’architecture del’université de Biskra, 1ère Année Post‐graduation, Cours, 2007, 20 p.BOUTABA, Samir Djemoui. L’ensoleillement. Biskra: département d’architecture del’université de Biskra 2ème année Cours 2009/2010 09p nt
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l université de Biskra 2ème année, Cours, 2009/2010, 09p.ROUAG‐SAFFIDINE Djamila. Caractérisation et Qualité des Ambiances Urbaines: Lesambiances Environnementales BISKRA: Département d’architecture de l’université deBiskra 1ère année Post‐Graduation, Cours, 2007/08, 03p. ar
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, , / , pBOUTABA, Samir Djemoui. Confort thermique urbain entre mesure et perception.Mémoire de Magistère en Architecture. Biskra: Département d’architecture, universitéde Biskra, 2007, 391p.
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Energie+, version 7, Architecture et Climat, Université catholique de Louvain (Belgique)2012, réalisé avec le soutien de la Wallonie ‐ DGO4 ‐ Département de l'Énergie et duBâtiment Durable. Disponible sur : http://www.energieplus‐lesite.be.
RéférencesRéférences
http://audience.cerma.archi.fr skra
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a
p //http://www.staedtebauliche‐klimafibel.de/Climate_Booklet/kap_3/kap_3‐2‐2.htm#http://media4.obspm.fr/public/AMC/pages_tps/impression.html
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http://www.ecoloti.com/La‐protection‐solaire.htmlhttp://www.developpement‐durable.gouv.fr
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COURS N° 03
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LE CLIMAT e de
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Introduction
1. Le soleil nt d
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: M
ell
2. climat de la planète, effet de serre
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3. Éléments des climats
4 classification des climats
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4. classification des climats
LE CLIMATCOURS N° 03
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INTRODUCTION
t d
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: M
ellINTRODUCTION
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En
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L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction
1.Définitions :
a.
Le climat est l’« ensemble des phénomènes météorologiques
(température, pression atmosphérique, vents, précipitation) qui de Biskra
L Kh
alissa
(température, pression atmosphérique, vents, précipitation) qui
caractérisent l’état moyen de l’atmosphère et son évolution en un lieu
donné » (Frommes sans date p 09) Il dépend: hitecture
e HAMEL
donné » (Frommes, sans date, p.09). Il dépend:
1 de la latitude du lieu ent d
’Arch
nte: M
ell
1. de la latitude du lieu
2. de sa circulation atmosphérique
Dép
artem
Enseigna
3. et des conditions de l’environnement. D
(Hamel Khalissa, 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction
La latitude du lieu
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
LATITUDELATITUDE LONGITUDELONGITUDELATITUDELATITUDE LONGITUDELONGITUDE
L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction
NE PAS CONFONDRE « LATITUDE » ET « ALTITUDE » !!!!
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction
La circulation atmosphérique
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction
Les climats dans le globe terrestre ont été classifiés selon plusieurs
méthodes Entre autres celle reposant sur les considérations du confort a.méthodes. Entre autres celle reposant sur les considérations du confort
thermique de l’homme, et qui réduit les climats de base à quatre
( )
de Biskra
L Kh
alissa
(Nouibet, 1997, p.27) :
hitecture
e HAMEL
Cli id h d h id
ent d
’Arch
nte: M
ellClimats arides, chauds et humides
Climat méditerranéen
Dép
artem
Enseigna
Climat méditerranéen
Climat tempéré Dp
Climat froid
(Hamel Khalissa, 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction2. Échelles climatiques :
Le climat se manifeste à plusieurs échelles spatiales et à chacune d’elles apparaissent des problèmes particuliers Les climatologues ont traduit par différentes a.apparaissent des problèmes particuliers. Les climatologues ont traduit par différentes échelles climatiques les différents niveaux de phénomènes (Encyclopédie UNIVERSALIS, 2003, CRDA, 1978) :
de Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMELclimat zonalclimat général
ent d
’Arch
nte: M
ell
climat régional
Dép
artem
Enseigna
D
microclimat
climat local
(Hamel Khalissa, 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction
1.Échelles climatiques :L li t if t à l i é h ll ti l t à h d’ ll a.Le climat se manifeste à plusieurs échelles spatiales et à chacune d’elles
apparaissent des problèmes particuliers. Les climatologues ont traduit par différentes échelles climatiques les différents niveaux de phénomènes (Encyclopédie UNIVERSALIS 2003 CRDA 1978) : de
Biskra
L Kh
alissa
phénomènes (Encyclopédie UNIVERSALIS, 2003, CRDA, 1978) :
1.Le climat zonal :Les climats zonaux représentent l’échelle la plus grande Au niveau de la hi
tecture
e HAMEL
Les climats zonaux représentent l échelle la plus grande. Au niveau de la planète, parmi la douzaine de facteurs climatiques, seuls la température et les précipitations sont utilisées pour la qualification des climats. On obtient ainsi des "domaines climatiques", correspondants à des types de climats. en
t d’Arch
nte: M
ell
domaines climatiques , correspondants à des types de climats.
2. Le climat général (global) :Les climats généraux sont déterminés par la latitude, leur position par D
épartem
Enseigna
g p , p prapport aux grandes masses marines et continentales et aux grands systèmes de courants atmosphériques. Chacune des grandes zones est occupée par deux ou trois grands climats généraux.
D
(Hamel Khalissa, 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction
a.
3. Le climat régional :Les climats régionaux doivent leur existence aux caractères essentiels des
climats généraux auxquels ils sont intégrés à l’aspect de la circulation
de Biskra
L Kh
alissa
climats généraux auxquels ils sont intégrés, à l aspect de la circulation atmosphérique, et aussi aux grands caractères du relief (ex : montagne). Les ordres de grandeurs des valeurs des principaux paramètres climatiques (températures ensoleillement humidité vent et précipitations) commencent à
4. Les climats locaux :Le passage du climat régional au climat local se fait à travers la hi
tecture
e HAMEL
(températures, ensoleillement, humidité, vent et précipitations) commencent à être significatifs et à caractériser concrètement un climat.
Le passage du climat régional au climat local se fait à travers la bioclimatologie. Les climats locaux dépendent des climats régionaux dont ils font partie, des bilans radiatifs locaux et de mouvements de l’air à faible échelle spatiale. Ils sont sous la dépendance du relief, du couvert végétal, de la nature du en
t d’Arch
nte: M
ell
p p , g ,sol. À titre d’exemples, un versant, une forêt, une ville…peuvent avoir un climat local particulier.
5. Les microclimats :
Dép
artem
Enseigna
Ils peuvent varier en quelques mètres, et même à la limite, en quelques dizaines de centimètres. Ils sont sous la dépendance étroite de caractères très limités influençant le bilan radiatif, et de mouvement de l’air à très faible ampleur.
D
Ainsi les deux étages de la forêt (le bois et les feuillages) n’ont pas le même microclimat. On peut dire autant pour le haut et le bas d’un versant, un parc à voitures en ciment et une rue étroite…etc. (Hamel Khalissa, 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
IntroductionIntroduction
Échelle du climat
Facteurs affectant le climatCaractère dimensionnel Caractère
temporelHorizontal(km) Vertical (km)
a.
Climat globalLatitudeAltitudeRelation à la mer
2000 3 à 10 1 à 6 mois
Latitude/altitude de Biskra
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Climat régional
Latitude/altitudeSituation continentaleRelation aux autres eauxReliefsRelations aux régimes de vent
500 à 1000 1 à 10 1 à 6 mois
hitecture
e HAMEL
Relations aux régimes de ventmajeurs (temps, côté sous le vent)
Altitude relativeRelation aux eaux en
t d’Arch
nte: M
ell
Climat localRelation aux eauxVégétationDéveloppement/densité/trafic
1 à 10 0.01 à 0.1 1 à 24h
Topographie Dép
artem
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MicroclimatConditions des solsType de végétationFormes des constructionsTypes des eaux
0.1 0.01 24h
D
Types des eaux
Étendue spatiale, temporelle et facteurs environnementaux définissant les différentes échelles du climat (Hamel Khalissa, 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
a.de
Biskra
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hitecture
e HAMEL
1 LE SOLEIL
ent d
’Arch
nte: M
ell1. LE SOLEIL
Dép
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Enseigna
D
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
La connaissance des mouvements et des positions du soleil pour un a.La connaissance des mouvements et des positions du soleil pour un
observateur terrestre, permet de mettre à jour les principales spécificités
d' l ill d l i d' i
de Biskra
L Kh
alissa
d'ensoleillement et de ressources solaires d'un site.
hitecture
e HAMEL
Ces données solaires:
1. fixent déjà un certain nombre de contraintes ou d'attitudes à adopter
ent d
’Arch
nte: M
ell
pour la prise en compte des facteurs solaires dans le projet.
2. Au delà, elles facilitent l'utilisation de techniques simples de contrôle
Dép
artem
Enseigna
et d'évaluation de l'ensoleillement des différentes composantes du
bâtiment.
D
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleilOn peut considérer que le soleil, situé àquelques 150 millions de km de la terre, émet,comme une source lumineuse située à l'infini a.comme une source lumineuse située à l infini,des rayons solaires parallèles vers la terre. Lecontour d'ombre produit sur la terre(approximée comme une sphère) est un grand de
Biskra
L Kh
alissa
(approximée comme une sphère) est un grandcercle de celle‐ci et sépare la terre en deuxhémisphères, l'un exposé au soleil, l'autre àl'ombre A la partie éclairée correspond le hi
tecture
e HAME L
l ombre. A la partie éclairée, correspond lejour, à la partie ombrée, la nuit.Les rayons solaires parallèles, en raison dumouvement annuel de la terre par rapport au en
t d’Arch
nte: M
ell
mouvement annuel de la terre par rapport ausoleil, varient au cours de l'année. Leurinclinaison avec le plan de l'équateur terrestreest représentée par un angle, la déclinaison, D
épartem
Enseigna
est représentée par un angle, la déclinaison,positif ou négatif, suivant que le rayonprincipal frappe au dessus, vers l'hémisphèreNord, ou dessous vers l'hémisphère Sud. Ainsi,
D
, p ,les zones géographiques terrestres sontsoumises différemment, au cours de l'année, àl'ensoleillement. (source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
a.L l d l dé li i
de Biskra
L Kh
alissaLa valeur de la déclinaison est
indépendante de la position
de l'observateur sur la terre
hitecture
e HAMELde l'observateur sur la terre.
Elle ne dépend que du temps
saisonnier qui lui résulte
ent d
’Arch
nte: M
ellsaisonnier, qui lui résulte
seulement de la position de la
terre par rapport au soleil
Dép
artem
Enseigna
terre par rapport au soleil.
Elle est spécifique d'une date
de l'année.
Sa variation peut donc s'appréhender en examinant le mouvement annuel
Dde l année.
(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
Sa variation peut donc s appréhender en examinant le mouvement annuelde rotation de la terre autour du soleil.
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
a.de
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hitecture
e HAME L
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
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Enseigna
D
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
(sou ce p //aud e ce ce a a c )
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
a.de
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nte: M
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Dép
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(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005) D
On peut considérer, avec quelques simplifications, que :1. La trajectoire décrite par la terre autour du soleil est un cercle; latrajectoire est en fait elliptique le soleil occupant un des foyers de
( , )
trajectoire est en fait elliptique, le soleil occupant un des foyers del'ellipse.
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
a.de
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’Arch
nte: M
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Dép
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(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005) D
2. Le mouvement de la terre sur sa trajectoire est uniforme, la terre se déplaçant à vitesse constante.
( , )
déplaçant à vitesse constante.
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
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1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
a.de
Biskra
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e HAMEL
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nte: M
ell
Dép
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(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005) D
3. La durée du parcours est d'une année ; le déplacement de la terre sur sa trajectoire circulaire est donc d'environ 1° par jour (360° / 365jours).
( , )
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
a.de
Biskra
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23°27’
hitecture
e HAMEL
23°27’23°27’
ent d
’Arch
nte: M
ell
23°27’
Dép
artem
Enseigna
23 27
(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005) D
4. Le plan qui contient la trajectoire de la terre autour du soleil fait unangle de 23°27' avec le plan de l'équateur ; on l'appelle l'écliptique. C'estdans ce plan qu'un objet placé entre le soleil et la terre peut produire des
( , )
dans ce plan qu un objet placé entre le soleil et la terre peut produire deséclipses.
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
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Biskra
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(Source: http://media4.obspm.fr/public/AMC/pages_tps/impression.html)
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1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
a.de
Biskra
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(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
D
5. Lors de son déplacement, l'axe des pôles de la terre (perpendiculaireà l'équateur terrestre) reste parallèle à lui‐même ; le mouvementannuel de la terre autour du soleil s'apparentant ainsi à un mouvementa ue de a te e autou du so e s appa e ta t a s à u ou e e tgéométrique de translation s'effectuant sur une trajectoire circulaire.
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement annuel de la terre autour du soleil
a.de
Biskra
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e HAMEL
ent d
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nte: M
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Dép
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Enseigna
(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
L'examen des propriétés géométriques du mouvement de la terre autour du soleildans le plan de l'écliptique permet de déterminer que la déclinaison varie au coursde l'année, de ‐23°27' à +23°27' et que ses variations décrivent une sinusoïde. Le
d d l dé l ê éh dé d
D
sens des variations de la déclinaison peut être appréhendée au travers des 4positions clés suivantes, elle correspondent respectivement :
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
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1. Le soleil1. Le soleil
a.de
Biskra
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e HAMEL
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Dép
artem
EnseignaAux équinoxes de printemps et d'automne (21 mars, 21 septembre), à midi, le
rayonnement est perpendiculaire à l'équateur (latitude 0°) et partout sur leglobe, les jours et les nuits sont de durée égale. C'est à ce moment que la
D
hauteur du Soleil à midi est la plus facile à calculer. En effet, sa hauteur estégale à l'angle complémentaire de la latitude.
H = 90° ‐ L
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.de
Biskra
L Kh
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nte: M
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Au solstice d'été (21 juin) la terre est inclinée vers les rayons solaires et à midi
Dép
artem
EnseignaAu solstice d'été (21 juin), la terre est inclinée vers les rayons solaires et, à midi,
ceux‐ci sont perpendiculaires au tropique du cancer (latitude 23°27' N). Le Soleilne se couche jamais dans les régions du globe situées à l'intérieur du cerclearctique (celui ci se trouvant 23°27' au dessous du pôle Nord) Une personne Darctique (celui‐ci se trouvant 23 27 au‐dessous du pôle Nord). Une personnevivant à la latitude de 66°33' N (90°‐23°27') devrait veiller jusqu'à minuit pourvoir le Soleil se promener aux alentours du nord, s'abaisser jusqu'à toucherl'horizon et commencer à s'élever de nouveau vers le secteur est du ciel Lal horizon et commencer à s élever de nouveau vers le secteur est du ciel. Lahauteur du Soleil à midi (solaire) est de 23°27' supérieure à celle de l'équinoxe.
H = 90H = 90°° ‐‐ L + 23L + 23°°27 27 (Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.de
Biskra
L Kh
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nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
Au solstice d'hiver (22 décembre) l'angle d'inclinaison est inversé et c'est le DAu solstice d hiver (22 décembre), l angle d inclinaison est inversé et c est letropique du capricorne (latitude 23°27' S) qui bénéficie d'un rayonnementperpendiculaire. La hauteur du Soleil à midi est de 23°27' inférieure à celle del'équinoxe.l équinoxe.
H = 90H = 90°° ‐‐ L L ‐‐ 2323°°27' 27'
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
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nte: M
ell
Dép
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Enseigna
D
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.
L'irradiation solaire incidente
de Biskra
L Kh
alissaL'angle que font les rayons du Soleil avec une surface détermine la densité
énergétique que reçoit cette surface. Puisque le rayonnement solaire arrive sur laTerre sous forme d'un faisceau parallèle, une surface perpendiculaire à ces rayons
hitecture
e HAMELintercepte la densité maximale d'énergie. Et si l'on incline la surface à partir de
cette position perpendiculaire, son éclairement diminue.
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.
L'irradiation solaire incidente
de Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
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nte: M
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Dép
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Enseigna
D
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
L'irradiation solaire incidente
a.L l
de Biskra
L Kh
alissaLe rayonnement total reçu sur une
surface, appelé irradiation solaireincidente (ou encore éclairementénergétique global) est défini par la
hitecture
e HAMELénergétique global), est défini par la
somme de trois composantes :
ent d
’Arch
nte: M
ell
L'irradiation directe, provenant directement du Soleil. Cette composante s’annule si le Soleil est caché par des nuages ou par un obstacle
Dép
artem
Enseigna
le Soleil est caché par des nuages ou par un obstacle.
L'irradiation diffuse, correspondant au rayonnement reçu de la voûte céleste, horsrayonnement direct. Cette énergie diffusée par l'atmosphère et dirigée vers la Dy g p p gsurface de la Terre, peut atteindre 50 % du rayonnement global reçu, lorsque leSoleil est bas sur l'horizon, et 100 % pour un ciel entièrement couvert.
(Source: Energie+, 2012)
L'irradiation réfléchie, correspondant au rayonnement réfléchi par l’environnement extérieur, en particulier le sol, dont le coefficient de réflexion est appelé "albedo".
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement diurne de la terre sur elle‐même
a.
Au cours d'une journée, la terre tourneautour d'elle‐même présentant ainsi unsecteur géographique différent face au de
Biskra
L Kh
alissa
secteur géographique différent face ausoleil. Ce deuxième mouvement derotation s'effectue :autour de l'axe des pôles ; hi
tecture
e HAMEL
‐autour de l axe des pôles ;‐ dans un mouvement uniforme, donc àvitesse constante, d'Ouest en Est.
24 h
ent d
’Arch
nte: M
ell
‐ en 24 heures.A chaque heure, la rotation est donc de15° (360° / 24heures).
Dép
artem
Enseigna
É D
Au cours de ce mouvement diurne, à une date donnée, un point A situé à lasurface de la terre va donc successivement se trouver placer dans une
(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
situation particulière par rapport au soleil et voir son état d'éclairementmodifié.
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le mouvement diurne de la terre sur elle‐même
Ainsi il passera : a.Ainsi, il passera :
‐d'un état limite entre l'ombre et lal iè d t l d j
de Biskra
L Kh
alissa
lumière, correspondant au lever du jour ;le point A appartient au contour d'ombrede la terre, le rayon solaire étant tangent
hitecture
e HAME L
au point A.
‐ à un état d'ensoleillement maximum ent d
’Arch
nte: M
ell
lorsque le point A fera face au soleil (plusprécisément lorsque le soleil sera dans leplan du méridien du lieu A, plan qui D
épartem
Enseigna
p , p qcontient l'axe des pôles et le point A, etqui correspond au plan Nord‐Sud du lieu) ;il est alors 12 Heures Solaires pour ce
D
(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)il est alors 12 Heures Solaires pour cepoint ;
(source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleilLa latitude et les conditions saisonnières d'ensoleillement
La position d'un lieu sur la terre est
a.
déterminée par sa latitude, angle entre la
droite joignant le point considéré sur la de Biskra
L Kh
alissa
terre et le centre de la terre avec le plan
de l'équateur terrestre.
hitecture
e HAME L
Cette droite constitue la verticale du
lieu. La latitude de l'équateur est 0° , celle
ent d
’Arch
nte: M
ell
des pôles 90°, respectivement Nord ou
Sud.
Dép
artem
Enseigna
Le plan horizontal du lieu est tangent à
la sphère terrestre et perpendiculaire à la
D
verticale du lieu.
(source: http://audience.cerma.archi.fr) (source: Mazouz, sans date)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleilLa latitude et les conditions saisonnières d'ensoleillement
a.
Selon le lieu donc selon la latitude de Biskra
L Kh
alissa
Selon le lieu, donc selon la latitude,
les conditions d'ensoleillement
diffé d hitecture
e HAME L
sont différentes au cours de
l'année. On peut, en chaque
ent d
’Arch
nte: M
ell
latitude, déterminer précisément
ces conditions et obtenir les
Dép
artem
Enseigna
coordonnées terrestres du soleil
correspondantes.
D
(source: http://audience.cerma.archi.fr) (source: Mazouz, sans date)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Les coordonnées solaires
a.Afin de mieux maîtriser l'incidence du
rayonnement solaire sur un bâtiment ou
un site quelconque en vue d'adopter une de Biskra
L Kh
alissa
un site quelconque, en vue d adopter une
stratégie de gain (chauffage passif en
hiver) ou de protection solaire hitecture
e HAME L
e ) ou de p otect o so a e
(rafraichissement par ombrage des
surfaces l'été), la connaissance de la ent d
’Arch
nte: M
ell
course du soleil dans le ciel devient une
donnée incontournable.
Dép
artem
Enseigna
D
Pour ce faire, deux angles solaires nous permettent de localiser momentanément la
(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
position de l'astre à savoir, les angles horizontaux ou azimuts et les angles verticaux
appelés hauteurs. La direction du rayonnement solaire devient ainsi connue.(Source: Boutaba, 2009/2010)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Les coordonnées solaires
a.
L’azimut solaire
de Biskra
L Kh
alissa
L’azimut solaire "γ" est l’angle produit
hitecture
e HAMEL
entre le plan vertical passant à la fois par
le soleil et par le lieu considéré, et le plan
ent d
’Arch
nte: M
ell
vertical Nord‐Sud.
Cet angle vaut 0° au sud et
ti ll t ' iti t Dép
artem
Enseigna
conventionnellement s'ouvre positivement
vers l’ouest et négativement vers l’est.
D
(Source: Boutaba, 2009/2010)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Les coordonnées solaires
a.
La hauteur angulaire
de Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
La hauteur "α" du soleil est l’angle formé par
les rayons solaires et le plan horizontal.
ent d
’Arch
nte: M
ell
De l’horizon vers la voûte céleste, elle est
comprise entre 0° et 90°.
Dép
artem
Enseigna
D
(Source: Boutaba, 2009/2010)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Les coordonnées solaires
a.
La hauteur angulaire
de Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
La hauteur "α" du soleil dans les différentes saisons.
(Source: http://www.ecoloti.com/La‐protection‐solaire.html)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTIONS SOLAIRES.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Le diagramme solaire est une représentation plane de la trajectoire du soleil vue
Dép
artem
Enseigna
depuis un point de la surface terrestre. C'est une observation de la course du soleilà travers le ciel.Pour représenter graphiquement ce déplacement solaire, il existe diverses
j i l i d l j i hé i (é idi h hi
D
projections angulaires dont la projection sphérique (équidistante, orthographiqueet stéréographique) à axe zénithal et la projection cylindrique.
(Source: Boutaba, 2009/2010)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTIONS SOLAIRES.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
La voûte céleste est la partie visible du ciel dans toutes les directions au‐dessus del’horizon. Le quadrillage du diagramme solaire représente les angles horizontaux etverticaux des points de la voûte céleste. Tout se passe comme si l’observateur
D
p prepérait l’azimut et la hauteur du soleil sur un hémisphère transparent au‐dessusde lui et comme si, ensuite, il étirait cette portion de sphère en cylindre vertical.
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES EN PROJECTION CYLINDRIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES EN PROJECTION CYLINDRIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
Lorsque l’on connaît l’azimut et lahauteur solaire, on n’a aucune
En joignant les différentes localisationsdu soleil à divers moments de la
D
peine à situer la position du soleildans le ciel.
journée, on obtient le tracé de lacourse du soleil.
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTIONS SOLAIRES.
a.de
Biskra
L Kh
alissaEXEMPLE 01
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
(Source: http://www.ecoloti.com/La‐protection‐solaire.html)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTIONS SOLAIRES.
a.de
Biskra
L Kh
alissaEXEMPLE 02
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
(source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTION CYLINDRIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissaEXEMPLE 03
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
(Source: CAPDEROU, 1985)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTION CYLINDRIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissaCe diagramme permet de
reporter les masques solaires(maisons, arbres, colline...)
hitecture
e HAMELd’un lieu précis.
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
(Source: http://www.ecoloti.com)
D
(Source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTION CYLINDRIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTION CYLINDRIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
Report des masques permanents sur le
diagramme solaire frontal
hitecture
e HAMEL
diagramme solaire frontal
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTION STEREOGRAPHIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
(Source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
DIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTION STEREOGRAPHIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
(Source: CAPDEROU, 1985)
L E C L IMATCOURS N° 03
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
Outil: Outil: « Diagramme solaire »« Diagramme solaire »
ent d
’Arch
nte: M
ell Diagramme solaire Diagramme solaire
développé par le développé par le CERMA.CERMA.
Dép
artem
Enseigna
(Source: http://audience.cerma.archi.fr)
D
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleilDIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTIONS STEREOGRAPHIQUE.
a.de
Biskra
L Kh
alissa
EXEMPLE 01
hitecture
e HAMEL
L di
ent d
’Arch
nte: M
ellLe diagramme
stéréographique comme moyen pour déterminer
les masques de
Dép
artem
Enseigna
les masques de l’environnement
D
(Source:http://www.staedtebauliche‐klimafibel.de/Climate_Booklet/kap_3/kap_3‐2‐2.htm#)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleilDIAGRAMMES SOLAIRES : PROJECTIONS STEREOGRAPHIQUE.
a.EXEMPLE 02
de Biskra
L Kh
alissa
EXEMPLE 02
Une photo fish‐eye du lieu
idé é bi é
hitecture
e HAMELconsidéré, combinée au
diagramme solaire peut préciser:
les masques de
ent d
’Arch
nte: M
ellles masques de
l’environnement.
le lever et le coucher réels du
Dép
artem
Enseigna
le lever et le coucher réels du
soleil au point voulu.
La durée d’ensoleillement. DLa durée d ensoleillement.
L’estimation du taux des
composantes limitant le champ
(Source:http://www.staedtebauliche‐klimafibel.de/Climate_Booklet/kap_3/kap_3‐2‐2.htm#)
p p
visuel.(Source: BOUTABA, 2007)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
LES OBSTACLES A L’ENSOLEILLEMENT
a.D l i t êt i é l li f l é ét ti
de Biskra
L Kh
alissaDes masques solaires peuvent être occasionnés par le relief, la végétation
existante, les bâtiments voisins, ou encore par des dispositifs architecturaux liés au bâtiment lui‐même.
hitecture
e HAMELLes constructions constituent des écrans fixes pour leur voisinage. Leur rôle peut
être positif si l'on recherche une protection contre le Soleil : c'est le cas des villesméditerranéennes traditionnelles, où l'étroitesse des ruelles et la hauteur des
ent d
’Arch
nte: M
ellméditerranéennes traditionnelles, où l étroitesse des ruelles et la hauteur des
bâtiments réduisent considérablement le rayonnement direct et fournissent unombrage bienvenu.
Par contre ce rôle peut être négatif si les bâtiments
Dép
artem
Enseigna
Par contre, ce rôle peut être négatif si les bâtimentsvoisins masquent le Soleil alors qu'on souhaitebénéficier d'apports solaires. En effet sous notreclimat, durant les mois d'hiver, environ 90 % des Dclimat, durant les mois d hiver, environ 90 % desapports solaires interviennent entre 9 h et 15 hsolaire. Tous les masques de l'environnement(immeubles ou grands arbres, qui interceptent le Soleil( g , q ppendant ces heures) gêneront grandement l'utilisationdes gains solaires.
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
LES OBSTACLES A L’ENSOLEILLEMENT
a.de
Biskra
L Kh
alissaDans le cas d'une conception solaire passive, il importera donc de mesurer
l'impact de cet effet de masquage. Pour ce faire, on représentera sur un
hitecture
e HAMELdiagramme cylindrique ou stéréographique les courbes de la course solaire
annuelle et la silhouette des bâtiments voisins. On repèrera ainsi facilement les
é i d ù l' l ill di ibl l l l f d
ent d
’Arch
nte: M
ellpériodes où l'ensoleillement est disponible et on pourra calculer les facteurs de
réduction des gains solaires.
Dép
artem
Enseigna
Ce diagramme des masques nous permet d'optimiser la répartition des
ouvertures de la maison (fenêtres, porte‐fenêtres, balcon, terrasse), pour D( , p , , ), p
bénéficier des calories gratuites en hiver (réduction des besoins en chauffage)
et de l'ombre bienfaisante en été (évitant la clim énergivore).
(Sources: Energie+, 2012http://www.architecte‐gresivaudan.com/bioclimatique)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
LES OBSTACLES A L’ENSOLEILLEMENT
a.de
Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
L'emploi de matériaux réfléchissants (vitrages) peut également influencerl'exposition effective d'un bâtiment. Ainsi, un édifice orienté nord et doté de
Dlarges vitrages clairs pour tirer parti de la lumière naturelle peut se retrouverdans une situation sud si on construit en face un bâtiment équipé de vitragesréfléchissants, précisément pour se protéger de l'ensoleillement. A l'évidence,les conditions de confort, dans le premier bâtiment, sont profondémentmodifiées par la construction du second.
(Source: Energie+, 2012)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.
LES OBSTACLES A L’ENSOLEILLEMENT
de Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
(Source: MAZOUZ, 2007)
D
Le diagramme stéréographique sert à déterminer les masques del’environnement et à l’évaluation de l ’ensoleillement au niveau du plan de masse.En reportant au moyen des angles horizontaux et verticaux (hauteur et azimut) lesEn reportant au moyen des angles horizontaux et verticaux (hauteur et azimut) lesobstructions existantes sur le diagramme solaire, on pourra faire par la suite uneévaluation du degré d’exposition ou d’occultation du bâtiment à construire.
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.
LES OBSTACLES A L’ENSOLEILLEMENT
de Biskra
L Kh
alissa
hitecture
e HAMEL
Comme on peut jongler
ent d
’Arch
nte: M
ellpeut jongler
entre les deux types de
projections
Dép
artem
Enseigna
p jsolaires.
D
(Source: LIÉBARD A. & DE HERDE A., 2005)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleilSimulation de l ’ensoleillement en plan de masse par la maquette
a.Simulateur des ombres (diagramme des ombres ou le gnomon)Simulateur des ombres (diagramme des ombres ou le gnomon)
de Biskra
L Kh
alissa
Simulateur des ombres (diagramme des ombres ou le gnomon)Simulateur des ombres (diagramme des ombres ou le gnomon)
Le principe repose sur un bâton planté dans le
hitecture
e HAMELsol et projette son ombre sur un plan sur
lequel on peut déterminer, à la suite
d’ b ti é l bl t ét bli l
ent d
’Arch
nte: M
elld’observations préalablement établies , les
heures de la journée et les période de l’année.
Dép
artem
Enseigna
D
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleilSimulation de l ’ensoleillement en plan de masse par la maquette
a.
08h 09h 10h 11h Midi 13h 14h 15h 16h Dec 21
de Biskra
L Kh
alissa
07h
Nov 21/Jan 21
Oct 21/Feb 21
hitecture
e HAMEL
07h 17hOct 21/Feb 21
Sep t 21/Mars 21
ent d
’Arch
nte: M
ell
18h
Aou 21/Avr 21
J i 21
Sud
Dép
artem
EnseignaJui 21/May 21Jui 21
Longueur du m at
Lat: 32° N
Simulateur des ombres (diagramme des ombres ou le gnomon)Simulateur des ombres (diagramme des ombres ou le gnomon) D
L’évaluation de l’ombre en plan de masse devient compliquée avec la densitécroissante. La maquette offre un outil facile à étudier. Photocopier lele simulateursimulateur
Simulateur des ombres (diagramme des ombres ou le gnomon)Simulateur des ombres (diagramme des ombres ou le gnomon)
desdes ombresombres (diagramme des ombres ou le GnomonGnomon) pour une latitude proche dela latitude indiquée ensuite suivre les étapes suivantes:
(Source : MAZOUZ, 2007)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Simulation de l ’ensoleillement en plan de masse par la maquette
a.1 S f l ll l di d b d i
de Biskra
L Kh
alissa1. Sur une surface plane coller le diagramme des ombres dans un coin.
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
(Source : MAZOUZ, 2007)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Simulation de l ’ensoleillement en plan de masse par la maquette
a.de
Biskra
L Kh
alissa2. Découper un mât à la dimension indiquée et
le coller à l’endroit indiqué.
hitecture
e HAME L
3. Placer la maquette à simuler sur la surfacel l ê i t ti l
ent d
’Arch
nte: M
ell
08h 09h 10h 11h Midi 13h 14h 15h 16h Dec 21
plane avec la même orientation que lediagramme.
Dép
artem
Enseigna
07h 17h
Nov 21/Jan 21
Oct 21/Feb 21
D
Sep t 21/Mars 21
Aou 21/Avr 21Sud
(Source : MAZOUZ, 2007)
18h
Jui 21/May 21Jui 21Longueur du m at
Lat: 32° N
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Simulation de l ’ensoleillement en plan de masse par la maquette
a.de
Biskra
L Kh
alissa
4. Simuler l’ombrage de la maquette à des
hitecture
e HAME Ldates et à des horaires choisis suivant
l’intersection de la trajectoire de l’ombredu mat et des courbes mensuelles eth i
ent d
’Arch
nte: M
ellhoraires.
Dép
artem
Enseigna
D
(Source : MAZOUZ, 2007)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Evaluation de l ’ensoleillement des espaces intérieurs
a.de
Biskra
L Kh
alissa
NDessin de laDessin de la
hitecture
e HAMEL
Dessin de la Dessin de la tache solairetache solaire
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
Heure Azimut Alt
D9h 315° 45°
12h 0° 65°
(Source : MAZOUZ, 2007)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
Le temps solaire vrai et l'heure légale
a.L l l d d é l i d l il é i l i d
de Biskra
L Kh
alissaLe calcul exact des coordonnées angulaires du soleil nécessite la connaissance du
temps solaire vrai TSVTSV, et le temps diurne est exprimée en Heure Solaire Vraie.
Quelle est la relation entre ce Temps Solaire Vrai et l'heure de nos montres
hitecture
e HAMELQuelle est la relation entre ce Temps Solaire Vrai et l'heure de nos montres
(heure légale du lieu) appelée Temps Légal TLTL ?
Les passages successifs du soleil au méridien du lieu délimitent le Jour Solaire
ent d
’Arch
nte: M
ellLes passages successifs du soleil au méridien du lieu délimitent le Jour Solaire
Vrai, qui compte tenu des conditions non totalement uniforme des mouvements
de la terre varie au cours de l'année pouvant atteindre une différence en plus ou
Dép
artem
Enseigna
de la terre, varie au cours de l année, pouvant atteindre une différence en plus ou
en moins de 15 à 16 minutes. Le Temps Solaire Moyen TSMTSM, défini en
considérant les mouvements totalement uniformes, diffère donc du Temps Dconsidérant les mouvements totalement uniformes, diffère donc du Temps
Solaire Vrai, d'une valeur donnée par l'équation du temps qui fixe le retard ou
l'avance du Temps Solaire Moyen :p y
TSV = TSM + correction du tempsTSV = TSM + correction du tempsTSV = TSM + correction du tempsTSV = TSM + correction du temps
(Source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.
Le temps solaire vrai et l'heure légale
de Biskra
L Kh
alissaLe Temps Universel TUTU correspond au Temps Solaire Moyen TSM au
méridien de Greenwich, choisi comme méridien origine. Une correction
hitecture
e HAMEL
de longitude (1 heure par 15° de longitude, soit 4' par degré de
longitude) négative pour les lieux de longitudes Ouest, positive pour les
ent d
’Arch
nte: M
ellg ) g p g , p p
longitudes Est, est appliquée pour obtenir le Temps Solaire Moyen au
lieu considéré
Dép
artem
Enseigna
lieu considéré.
TU = TSM + correction de longitudeTU = TSM + correction de longitude
D
(Source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.
Le temps solaire vrai et l'heure légale
de Biskra
L Kh
alissa
Enfin, le Temps Légal TLTL dérive du temps universel suivant le système des
f h i Gé é l t h d t l'h d f h i
hitecture
e HAMELfuseaux horaires. Généralement, chaque pays adopte l'heure du fuseau horaire
correspondant à la longitude de sa capitale. Mais, les exceptions sont
nombreuses On précise en fait le décalage du méridien retenu par rapport à
ent d
’Arch
nte: M
ellnombreuses. On précise en fait le décalage du méridien retenu par rapport à
Greenwich en heures (Time Zone) .
Dép
artem
Enseigna
Pour passer de l'heure solaire à l'heure légale, on applique alors :
TL = TU + Time ZoneTL = TU + Time Zone
DPour passer de l heure solaire à l heure légale, on applique alors :
TL = TSV + correction du Temps + correction de Longitude + Time ZoneTL = TSV + correction du Temps + correction de Longitude + Time Zone
(Source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.
Le temps solaire vrai et l'heure légale
de Biskra
L Kh
alissaL'opération inverse permet de passer du temps légal au Temps Solaire
Vrai :
hitecture
e HAMEL
TSV= TL – (correction du Temps + correction de Longitude + Décalage)
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
Pour plus d’information voir: Les décalages horaires (Guide de l'énergie solaire passive. Mazria)Voir aussi: http://www.csbat.net/equipe/t03_geometrie.htm#s
(Source: http://audience.cerma.archi.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.
Le temps solaire vrai et l'heure légale
de Biskra
L Kh
alissa
Exemple:Quelle heure est‐il à la montre d’une personne située à Biskra à midi solaire ?
hitecture
e HAMEL
Heure solaire / Heure légaleSi on considère la terre comme étant ronde. Pour en faire le tour, il faut faire 360°1 Le soleil fait le tour de la terre en 24 heures Donc pour se déplacer de 1° le
ent d
’Arch
nte: M
ell1. Le soleil fait le tour de la terre en 24 heures. Donc pour se déplacer de 1 , le
soleil met 4 minutes (24 h x 60 mn / 360°)2. Biskra est situé à dans l’hémisphère nord à 5°44 Est de Greenwich. 5°44 mn simplifié à 5,7 en mesure décimale, nous fait un décalage de 5,7 x 4 mn = 22,8
Dép
artem
Enseigna
simplifié à 5,7 en mesure décimale, nous fait un décalage de 5,7 x 4 mn 22,8 minutes, disons 23 mn.3. Le soleil se levant à l’Est et se couchant à l’Ouest, il est midi solaire à Biskra, avant qu’il ne soit midi solaire à Greenwich. Dqavec un décalage horaire de[GMT + 1] quand il est midi solaire à Biskra il est 12h37 à la montre.
L E C L IMATCOURS N° 03
1. Le soleil1. Le soleil
a.O til d i l ti l i
de Biskra
L Kh
alissaOutils de simulation solaire
(Source: http://audience.cerma.archi.fr)
hitecture
e HAMEL
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
D
LE CLIMATCOURS N° 03
Bis
kra
.li
ssa
re d
e B
EL
Kh
al
hit
ect
ue H
AM
E
2. CLIMAT DE LA PLANÈTE EFFET DE
t d
’Arc
hte
: M
ellPLANÈTE, EFFET DE
SERRE
tem
en
teig
nan
tSERRE
Dép
ar
En
se
L E C L IMATCOURS N° 03
2 Climat de la planète, effet de serre2 Climat de la planète, effet de serre
a.
Au niveau global, les climats sont formés par l’apport d’énergie (chaleur) solairedifférentielle et l'émission de chaleur presque uniforme sur toute la surface de la
de Biskra
L Kh
alissadifférentielle et l'émission de chaleur presque uniforme sur toute la surface de la
terre. Les régions équatoriales reçoivent un apport d'énergie beaucoup plus quedans les zones plus proches des pôles. Cet écart est la principale force motricedes phénomènes atmosphériques (vents formations et mouvements nuageuses
hitecture
e HAMEL
des phénomènes atmosphériques (vents, formations et mouvements nuageuses,etc.), qui fournissent un mécanisme de transfert de chaleur à partir de l’équateurvers les pôles.
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
EnseignaEn l'absence de tels transferts de
chaleur, la température moyenne dans lepôle nord serait de ‐40, plutôt que ‐17 ◦
à l’é ll d' DC, et à l’équateur, elle serait d'environ33 et non de 27 ◦ C, comme à l'heureactuelle.
Longueurs du trajet de rayonnement à travers l’atmosphère(Source: SZOKOLAY S. V., 2008)
L E C L IMATCOURS N° 03
2. Climat de la planète, effet de serre2. Climat de la planète, effet de serre
a.
L'effet de serre:
Est un phénomène naturel important pour la survie de la planète Il
de Biskra
L Kh
alissa
Est un phénomène naturel important pour la survie de la planète. Il
permet d'avoir une température moyenne sur Terre de 15° C contre
( 18°C) si cet effet n'existait pas Les gaz à effet de serre sont
hitecture
e HAMEL(‐18°C) si cet effet n'existait pas. Les gaz à effet de serre sont
naturellement peu abondants dans l’atmosphère mais du fait de l’activité
(
ent d
’Arch
nte: M
ellhumaine, la concentration de ces gaz s’est sensiblement modifiée (la
concentration de CO2 a augmenté de 30% depuis une centaine d’années).
Dép
artem
EnseignaLes changements climatiques:
Désignent une variation statistiquement significative de l'état moyen du
D
climat ou de sa variabilité persistant pendant de longues périodes. les
changements climatiques peuvent être attribués aux activités humaines
altérant la composition de l'atmosphère, et à des causes naturelles.
(Source: http://www.developpement‐durable.gouv.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
2 Climat de la planète, effet de serre2 Climat de la planète, effet de serre
a.
Qu’est‐ce que l’effet de serre naturel ? Un phénomène indispensable à la vieLa terre reçoit toute son énergie du soleil. Seule une partie de cette énergie est
de Biskra
L Kh
alissaabsorbée par la terre et l’atmosphère ; le reste étant renvoyé vers l’espace. Avec
cette énergie, la terre s’échauffe et ce grâce aux gaz à effet de serre présentsdans l’atmosphère, qui empêchent les rayonnements infrarouges d’être
é d l t l’ L’ ff t d hé è t l t d
hitecture
e HAMELrenvoyés de la terre vers l’espace. L’effet de serre, phénomène naturel, est donc
la condition indispensable à la vie sur terre. Sans lui, la température de notreplanète serait alors de ‐18°C, contre une moyenne actuelle de 15°C.
ent d
’Arch
nte: M
ell
Dép
artem
Enseigna
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(Source: http://www.developpement‐durable.gouv.fr)
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2 Climat de la planète, effet de serre2 Climat de la planète, effet de serre
a.
Pourquoi cet effet de serre s’accentue ? Les activités humaines rejettent desgaz à effet de serre dans l’atmosphèreL’accroissement de la concentration de gaz à effet de serre, dont certains sont de
Biskra
L Kh
alissa
très efficaces en petite quantité, retient dans l’atmosphère davantage derayonnement infrarouge. Ce surplus artificiel d’effet de serre provoque unréchauffement du climat. Les gaz dits à effet de serre, émis par les activités hi
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humaines, intensifient ce phénomène depuis deux siècles.
D’où viennent les principaux gaz à effet de serre produits par l’homme ? ent d
’Arch
nte: M
ell
Le gaz carbonique est surtout dû à la combustion des énergies fossiles (charbon,pétrole, gaz) par les transports, les bâtiments et à l’industrie. Le méthaneprovient des activités agricoles, de l’élevage, des ruminants, du riz et desdé h d’ d L d d’ i d i é d di D
épartem
Enseigna
décharges d’ordure. Le protoxyde d’azote vient des engrais azotés et de diversprocédés chimiques. Les gaz fluorés sont essentiellement des gaz réfrigérantsutilisés par les climatiseurs.
D
(Source: http://www.developpement‐durable.gouv.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
2 Climat de la planète, effet de serre
Quels sont les effets observés à ce jour et les futures caractéristiques deschangements climatiques ?
2 Climat de la planète, effet de serre
a.changements climatiques ?Les émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine provoquentl’augmentation de la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, et, par de
Biskra
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alissa
conséquence, le réchauffement de notre planète. Ce constat a été confirmé etaffiné par le Groupe Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) dansson quatrième rapport publié en 2007. Celui‐ci précise notamment que : hi
tecture
e HAMEL
q pp p p q– Le réchauffement est dû à l’activité humaine ,– Le réchauffement moyen constaté à la surface de la terre au cours du siècleécoulé s’élève à 0 74°C en
t d’Arch
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ell
écoulé s élève à 0,74 C,– Le rythme d’accroissement actuel des concentrations de gaz à effet de serre(GES) provoquera un réchauffement moyen de 0,2° par décennie durant les
Dép
artem
Enseigna
trente prochaines années. Les températures pourraient augmenter, d’ici 2100, de1,1°C à 6,4 °C, suivant les différents scénario.– Les émissions mondiales de gaz à effet de serre ont augmenté
D
considérablement depuis l’époque préindustrielle. Rien qu’entre 1970 et 2004elles ont augmenté de 70% .
(Source: http://www.developpement‐durable.gouv.fr)
L E C L IMATCOURS N° 03
2 Climat de la planète, effet de serre2 Climat de la planète, effet de serre
a.
A L’impact du réchauffement climatique se traduira dans au moins cinqdomaines
de Biskra
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alissadomaines :
1. des phénomènes climatiques aggravés : multiplication de certainsévénements météorologiques extrêmes (tempêtes, inondations, sécheresses),
2 un bouleversement de nombreux écosystèmes avec l’extinction de 20 à 30%
hitecture
e HAMEL
2. un bouleversement de nombreux écosystèmes, avec l extinction de 20 à 30%des espèces animales et végétales, et des conséquences importanteségalement pour les établissements humains ;
3 des crises liées aux ressources alimentaires : dans de nombreuses parties du
ent d
’Arch
nte: M
ell3. des crises liées aux ressources alimentaires : dans de nombreuses parties du
globe (Asie, Afrique, zones tropicales et sub‐tropicales), les productionsagricoles chuteront, provoquant de graves crises alimentaires, sources deconflits et de migrations,
Dép
artem
Enseigna
conflits et de migrations,4. des dangers sanitaires : le changement climatique aura vraisemblablement
des impacts directs sur le fonctionnement des écosystèmes et sur latransmission des maladies animales, susceptibles de présenter des éléments D, p ppathogènes potentiellement dangereux pour l’homme,
5. des déplacements de population : l’augmentation du niveau de la mer (18 à59 cm d’ici 2100) devrait provoquer l’inondation de certaines zones côtières(notamment les deltas en Afrique et en Asie) et causer la disparition de paysentiers (Maldives, Tuvalu), provoquant d’importantes migrations.
(Source: http://www.developpement‐durable.gouv.fr)
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2 Climat de la planète, effet de serre2 Climat de la planète, effet de serre
a.de
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Quel consensus au niveau international et quel objectif pour l’avenir ?
L’établissement d’un consensus autour d’une vision globale et partagée des
hitecture
e HAMEL
g p g
enjeux du réchauffement climatique devient indispensable : l’article 2 de la
Convention de Rio qui stipule que « les concentrations de gaz à effet de serre
ent d
’Arch
nte: M
ell
doivent être stabilisées à un niveau qui empêche toute perturbation
anthropique du système climatique » constitue au stade actuel l’unique
Dép
artem
Enseignaréférence en termes d’objectifs. L’objectif cherche aussi à réconcilier la maîtrise
des émissions et la poursuite du développement économique d’une façon
D
durable.
(Source: http://www.developpement‐durable.gouv.fr)
LE CLIMATCOURS N° 03
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3. ÉLÉMENTS DES
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: M
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CLIMATS
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teig
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En
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3 Éléments des climats3 Éléments des climats
a.
L’ensemble des facteurs climatiques à considérer peuvent êtreclassés en trois différentes catégories :
de Biskra
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classés en trois différentes catégories :
Les FACTEURS ENERGETIQUES: Rayonnement solaire
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Les FACTEURS ENERGETIQUES
ENERGETIQUES: Rayonnement solaire, Lumière et Température
ent d
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nte: M
ell
LES FACTEURS HYDROLOGIQUES Précipitations et Hygrométrie
Dép
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Enseigna
DLES FACTEURS MECANIQUES Mouvement d’air soit les Vents
(Source: ROUAG‐SAFFIDINE Dj., 2007/08)
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3 Éléments des climats3 Éléments des climats
a.de
Biskra
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Les facteurs principaux qui interviennent directement dans l’étude d’un
climat sont essentiellement:
hitecture
e HAMEL
climat sont essentiellement:
• La température de l’air mesurée en °C à l’ombre à une hauteur de
1 2 & 1 8 m
ent d
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nte: M
ell1.2 & 1.8 m.
• L’humidité (en % de saturation de l’air en eau)
L di ti l i ( W tt / ²)
Dép
artem
Enseigna• Les radiations solaires (en Watts/m²)
• Le mouvement de l’air soit le vent (mesuré en m/s)
D• Les précipitations (mesurées en mm)
• La nébulosité (nuages) (mesuré en Octets)
(Source: ROUAG‐SAFFIDINE Dj., 2007/08)
LE CLIMATCOURS N° 03
Bis
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4. CLASSIFICATION
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: M
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DES CLIMATS
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En
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4 classification des climats4 classification des climats
a.
Parmi les différents climats existants dans le monde, quatre (04) peuvent être classées comme principaux :
de Biskra
L Kh
alissa
être classées comme principaux :
Climat Froid
hitecture
e HAMEL• avec un problème de température inconfortablement basse
Climat Modéré
ent d
’Arch
nte: M
ellClimat Modéré
• avec un problème de dissipation inadéquate de chaleur : soit une surchauffe ou un refroidissement
Dép
artem
EnseignaClimat Chaud et Sec (désertique)
• problème de surchauffe
D
Climat Chaud et Humide
• problème de surchauffe aggravé par l’humidité car le phénomène de rafraîchissement par évaporation est limité
Schéma par l’auteur(Source: ROUAG‐SAFFIDINE Dj., 2007/08)
L E C L IMATCOURS N° 03
4 classification des climats4 classification des climats
a.de
Biskra
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hitecture
e HAMEL
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L E C L IMATCOURS N° 03
4 classification des climats4 classification des climats
a.Globalement, le CLIMAT ALGÉRIEN se subdivise en 3 catégories:
de Biskra
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alissa
Globalement, le CLIMAT ALGÉRIEN se subdivise en 3 catégories:
hitecture
e HAMEL• CLIMAT
TEMPÉRÉ de Type
• CLIMAT CONTINENTAL
• CLIMAT ARIDE ET SEC
ent d
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nte: M
ellType
Méditerranéen
LES HAUTES
Dép
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EnseignaLE TELL LES HAUTES
PLAINES LE SAHARA
D
Schéma par l’auteur(Source: ROUAG‐SAFFIDINE Dj., 2007/08)
L E C L IMATCOURS N° 03
4 classification des climats4 classification des climats
a.
La NOTION D’ARIDITÉ n’a pas pour limites que les zones désertiques
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alissamais elle intègre aussi toutes les régions ayant des précipitations rares
ou irrégulières.INDICE D’ARIDITE (I) ‐ développé par E.D. Martonne ; permet une
hitecture
e HAMEL
( ) pp p ; pclassification préliminaire de n’importe quelle région.
ent d
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nte: M
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I = P / (Tm +10)Où P = Somme des Précipitations annuelles
Tm = Température moyenne annuelle
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I < 5 Indice d’Aridité Absolue ou hyper aridité5 < I < 10 I di d’A idité D5 < I < 10 Indice d’Aridité
10 < I < 20 Indice de Semi ‐ Aridité
Exemples d’Indices: Biskra = 4.6 / Tunis= 16 / Constantine= 19
(Source: ROUAG‐SAFFIDINE Dj., 2007/08)
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