Introduction au rayonnement solaire

Le rayonnement émis par le soleil est le « fournisseur » quasi-unique
d'énergie naturelle de la Terre. Il a une influence primordiale sur de très
nombreux phénomènes, naturels ou non, et différents aspects de la vie et de la
société humaine.



Le climat en est un exemple, mais il y en a quantités d'autres, comme la
croissance des plantes, la santé humaine, la conception des bâtiments, la
production d'énergie, ou bien le vieillissement des matériaux.



Ce livre a l'ambition d'aider les nombreux professionnels, ingénieurs,
chercheurs, étudiants et autres praticiens, à mieux comprendre le rayonnement
solaire.



Dans ce but, il introduit les éléments fondamentaux du rayonnement solaire
reçu au sol et les mécanismes physiques en jeu. Il comprend de nombreux
exemples et de nombreuses illustrations, et quelques équations simples pour
calculer les éléments abordés.



La première partie décrit la course apparente du soleil dans le ciel vue par
un observateur au sol. Le cycle solaire définit le temps : temps solaires
moyens et vrais, universels et légaux, durée du jour. Le rayonnement solaire
reçu au sommet de l'atmosphère varie au cours du temps en fonction de la
distance Terre-soleil essentiellement.



Sa distribution spectrale est comprise entre les longueurs d'onde 200 nm et
4000 nm. Environ la moitié de la puissance reçue se situe dans le domaine
visible.



La deuxième partie décrit comment le rayonnement solaire incident au sommet de
l'atmosphère est atténué et modifié dans son trajet descendant vers le sol.
Les nuages jouent un rôle prédominant. De manière très générale, si le ciel
est limpide, sans aucun nuage, environ 70 à 80 % du rayonnement reçu au sommet
de l'atmosphère atteint le sol.



La troisième partie traite des mesures et estimations, directes ou indirectes,
du rayonnement solaire reçu au sol, que ce soit pour le rayonnement total ou
le rayonnement dans un intervalle spectral comme l'ultraviolet (UV), ou la
lumière du jour, ou le rayonnement photosynthétiquement actif. Les principaux
instruments sont décrits. Des méthodes précises pour le contrôle de la
plausibilité des mesures sont présentées.