En été, le soleil est nettement plus haut dans le ciel qu'en hiver. Cette différence d'élévation peut être mise à profit grâce à quelques calculs trigonométriques simples : elle permet de déterminer la longueur idéale du débord de toit qui protégera une fenêtre des rayons brûlants de l'été, tout en laissant passer la lumière chaleureuse du soleil d'hiver, plus bas sur l'horizon.
En planifiant intelligemment la conception d'une maison ou de tout autre bâtiment, il est possible de réduire considérablement les coûts de chauffage et de climatisation. Mesurer l'angle d'ensoleillement propre à votre région est facile avec un peu de trigonométrie. Gardez toutefois à l'esprit que des mesures répétées sont nécessaires tout au long de la journée et de l'année pour obtenir des résultats fiables.
Matériel nécessaire
- Un crayon
- Une boîte en carton
- Une règle
- Un niveau à bulle
- Une calculatrice scientifique
Instructions étape par étape
1. Préparer la boîte en carton
Placez votre boîte en carton à l'extérieur, en plein soleil direct. Assurez-vous que le dessus de la boîte est parfaitement horizontal en le vérifiant avec le niveau à bulle, et ajustez-la si nécessaire.
2. Planter le crayon verticalement
Plantez le crayon au centre du dessus de la boîte, en laissant environ 13 cm (5 pouces) dépasser. Vérifiez que le crayon est parfaitement vertical et perpendiculaire à la boîte à l'aide du niveau à bulle : la précision de cette étape conditionne celle du résultat final.
3. Mesurer l'ombre projetée
Mesurez la longueur de l'ombre créée par le soleil sur la surface de la boîte. Veillez à effectuer cette mesure dans une unité cohérente, par exemple en centimètres ou en pouces, et notez l'heure exacte de la mesure.
4. Calculer le rapport hauteur/ombre
Divisez la hauteur du crayon (5 pouces) par la longueur de l'ombre mesurée. Par exemple, si l'ombre projetée mesure 8 pouces, le calcul donne : 5 ÷ 8 = 0,625.
5. Déterminer l'angle du soleil
Recherchez l'arctangente (tan⁻¹) du quotient obtenu à l'étape précédente. Sur votre calculatrice scientifique, saisissez « 5 ÷ 8 = », puis appuyez sur « shift » suivi de « tan ». Vous obtiendrez environ 32,00. Ce résultat correspond à l'angle, en degrés, sous lequel le soleil frappe le crayon et la boîte au moment précis de la mesure.
6. Dimensionner le débord de toit
Déterminez l'angle moyen d'ensoleillement à votre emplacement en été comme en hiver, puis ajustez le débord de votre toiture orientée au sud au-dessus de la fenêtre (dans notre équation, ce débord est représenté par l'ombre portée sur la boîte). L'objectif est qu'il ombrage toute la hauteur de la fenêtre (représentée par la hauteur du crayon) en été, tout en laissant pénétrer les rayons du soleil en hiver, lorsque celui-ci est plus bas dans le ciel.
Cette approche permet de chauffer passivement votre habitation en hiver et de faciliter son rafraîchissement en été, grâce à un mur orienté au sud. Pour affiner vos résultats, répétez ces mesures à midi solaire à différentes périodes de l'année : vous pourrez ainsi établir la trajectoire saisonnière du soleil et optimiser durablement le confort thermique de votre logement.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/architecture/1007031876.html