METHODOLOGIE DE RECHERCHE DE CORRELATION EN GISEMENT SOLAIRE

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METHODOLOGIE DE RECHERCHE DE CORRELATION EN GISEMENT SOLAIRE

CORRELATION ENTRE L’IRRADIATION ET L’HUMIDITE RELATIVE

Le rayonnement solaire aux courtes longueurs d’onde est absorbé dans les hautes couches de l’ionosphère par l’azote et l’oxygène. La majeure partie des ultraviolets est absorbée par l’ozone dont la couche présente un coefficient de transmission qui varie de 0 pour l > 0,29 μm et jusqu’à 1 pour l > 0,35 μm. Dans les domaines du visible et du proche infrarouge (l > 2,5 μm), l’absorption se fait à l’intérieur de bandes discrètes plus ou moins larges et centrées sur différentes longueurs d’onde. Notamment une forte absorption est observée pour l compris entre 0,9 et 1 μm en présence de la vapeur d’eau H2O et d’autres absorbants tels que CO2, O2, O3, etc.… Pour l > 2,5 μm, le rayonnement solaire qui est déjà faible, est entièrement absorbé par l’atmosphère, d’où pratiquement la fraction qui arrive au niveau du sol est négligée. Un autre phénomène complexe se produisant dans l’atmosphère est celui de la diffusion du rayonnement par les particules solides ou liquides en suspension. Si l’absorption est pratiquement la même en tout point de l’atmosphère, la diffusion est, par contre, fonction des conditions locales telles que l’humidité relative et le degré de pollution.
Une partie du flux diffusé par les particules est renvoyée vers l’espace extérieur et une autre partie vers l’intérieur de l’atmosphère, ce flux se retrouve au sol sous forme de flux solaire diffus.

Méthode de Perrin de Brichambaut et Dogniaux [1]

Corrélation entre l’irradiation journalière et l’humidité relative

Dans la suite, nous indiquons l’irradiation journalière et l’humidité relative respectivement par G et φr.
Les équations que nous établissons dans la suite doivent permettre l’estimation des moyennes à long terme des rayonnements direct et diffus reçus par jour sur un plan horizontal. Ces rayonnements moyens sont désignés respectivement par Gb etGd .
◙ Calcul de l’irradiation reçue sur un plan horizontal en dehors de l’atmosphère.
Nous désignons par G0 cette irradiation et par I0 la constante solaire.
Le calcul de G0 nécessite la détermination au préalable du paramètre d au lieu et date donnés.
La valeur de I0 intervenant dans cette détermination doit être corrigée et dans le cas simple où une trop grande précision n’est pas jugée nécessaire,

CORRELATION ENTRE L’IRRADIATION ET L’HUMIDITE RELATIVE

Le rayonnement solaire aux courtes longueurs d’onde est absorbé dans les hautes couches de l’ionosphère par l’azote et l’oxygène. La majeure partie des ultraviolets est absorbée par l’ozone dont la couche présente un coefficient de transmission qui varie de 0 pour l > 0,29 μm et jusqu’à 1 pour l > 0,35 μm. Dans les domaines du visible et du proche infrarouge (l > 2,5 μm), l’absorption se fait à l’intérieur de bandes discrètes plus ou moins larges et centrées sur différentes longueurs d’onde. Notamment une forte absorption est observée pour l compris entre 0,9 et 1 μm en présence de la vapeur d’eau H2O et d’autres absorbants tels que CO2, O2, O3, etc.… Pour l > 2,5 μm, le rayonnement solaire qui est déjà faible, est entièrement absorbé par l’atmosphère, d’où pratiquement la fraction qui arrive au niveau du sol est négligée. Un autre phénomène complexe se produisant dans l’atmosphère est celui de la diffusion du rayonnement par les particules solides ou liquides en suspension. Si l’absorption est pratiquement la même en tout point de l’atmosphère, la diffusion est, par contre, fonction des conditions locales telles que l’humidité relative et le degré de pollution.
Une partie du flux diffusé par les particules est renvoyée vers l’espace extérieur et une autre partie vers l’intérieur de l’atmosphère, ce flux se retrouve au sol sous forme de flux solaire diffus.

Méthode de Perrin de Brichambaut et Dogniaux [1]

Corrélation entre l’irradiation journalière et l’humidité relative

Dans la suite, nous indiquons l’irradiation journalière et l’humidité relative respectivement par G et φr.
Les équations que nous établissons dans la suite doivent permettre l’estimation des moyennes à long terme des rayonnements direct et diffus reçus par jour sur un plan horizontal. Ces rayonnements moyens sont désignés respectivement par Gb etGd .
◙ Calcul de l’irradiation reçue sur un plan horizontal en dehors de l’atmosphère.
Nous désignons par G0 cette irradiation et par I0 la constante solaire.
Le calcul de G0 nécessite la détermination au préalable du paramètre d au lieu et date donnés.
La valeur de I0 intervenant dans cette détermination doit être corrigée et dans le cas simple où une trop grande précision n’est pas jugée nécessaire,

Relation entre l’irradiation horaire et l’irradiation journalière

◙ Hypothèse simplificatrice
Lorsque les irradiations horaires sont connues, il est facile d’obtenir par intégration l’irradiation journalière. Dans la pratique c’est souvent le problème inverse qui se pose, notamment connaissant l’irradiation journalière, comment calculer les flux horaires. Il est évident que ce problème ne peut être résolu jour par jour mais uniquement avec des moyens à long terme. En effet pour une journée dont l’irradiation globale Gg est connue, il est possible de prédire la répartition horaire Ig, moyennant l’hypothèse qui consiste à supposer que la couverture nuageuse soit uniformément répartie et homogène durant toute la journée. Mais cette hypothèse est rarement vérifiée. Cependant, en moyennant les flux I horaires sur un grand nombre de jours, une répartition moyenne I assez lisse peut être trouvée. Cette répartition caractérise le jour moyen. Comme nous travaillons dans le cas où le ciel est supposé homogène, l’application de notre hypothèse est donc possible c’est-à-dire pour Gg connue la répartition horaire moyenne de Ig peut être estimée.
Ce qui nous permet d’établir l’expression de l’irradiation horaire Ig en fonction de l’humidité relative.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE 
CHAPITRE 1 : NOTIONS GENERALES SUR LE GISEMENT SOLAIRE 
1-1 METEOROLOGIE
1-1-1 Atmosphère
1-1-2 Météorologie élémentaire
1-1-2-1 L’humidité
1-1-2-2 Définitions
◙ La tension de vapeur
◙ Rapport de mélange
◙ Humidité absolue
◙ Humidité relative
1-1-3 Rayonnement incident au sol
1-1-4 Rayonnement global
1-1-5 Irradiation
1-1-6 Gisement solaire
1-2 NOTIONS D’ASTRONOMIE
1-2-1 Mouvement de la Terre
1-2-2 Coordonnées du Soleil
1-2-2-1 Coordonnées célestes horizontales
1-2-2-2 Coordonnées célestes horaires
◙ La déclinaison
◙ L’angle horaire
1-2-2-3 Passage d’un système de coordonnées à un autre
1-2-3 Problème du Temps
1-2-4 Course du Soleil dans le ciel
1-2-5 Diagrammes solaires
1-2-6 Durée du jour – LEVER et COUCHER du Soleil
1-2-7 Variation de la distance TERRE-SOLEIL
CHAPITRE 2 : METHODOLOGIE DE RECHERCHE DE CORRELATION EN GISEMENT SOLAIRE
2-1 CORRELATION ENTRE L’IRRADIATION ET L’HUMIDITE RELATIVE
2-1-1 Méthode de Perrin de Brichambaut et Dogniaux
2-1-1-1 Corrélation entre l’irradiation journalière et l’humidité relative
◙ Calcul de l’irradiation d’un plan horizontal en dehors de l’atmosphère
◙ Calcul de la hauteur angulaire du soleil
◙ Calcul de l’épaisseur d’eau condensable
◙ Détermination du coefficient de trouble
2-1-1-2 Relation entre irradiation horaire et irradiation journalière
◙ Hypothèse simplificatrice
◙ Corrélation entre l’irradiation horaire et l’humidité relative
◙ Calcul des coefficients
◙ Principe de la méthode des approximatives successives
2-2 LE MODELE PROPOSE
2-2-1 Nouvelle corrélation entre l’irradiation solaire et l’humidité relative
2-2-2 Calcul des coefficients
CHAPITRE 3 : RESULTATS ET DISCUSSIONS 
3-1 ANALYSE
3-2 ORGANIGRAMME DE LA RESOLUTION NUMERIQUE
3-3 RESULTATS ET INTERPRETATIONS
3-3-1 Le modèle de Perrin de Brichambaut
3-3-1-1 Le comportement de l’irradiation en fonction de l’humidité
3-3-1-2 Interprétation du modèle de PERRIN DE BRICHAMBAUT
3-3-2 Le modèle polynomial proposé
3-3-2-1 Le comportement de l’irradiation globale horaire moyenne  en fonction de l’humidité relative moyenne
3-3-2-2 Interprétation du modèle proposé
CONCLUSION

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