Calcul de l'ensoleillement avec Weatherlink

[Seb-50]

Bonjour,

J'aimerai savoir comment avoir le fichier " Print " que weatherlink me demande de créer! en allant dans Report --> Bright Sunshine Hours pour clculer la durée d'ensoleillement ( Biensur j'ai un pyranomètre ).

Je suis avec la version 5.8.3

Merci.

[Pascaloux]

Bonjour,

J'aimerai savoir comment avoir le fichier " Print " que weatherlink me demande de créer! en allant dans Report --> Bright Sunshine Hours pour clculer la durée d'ensoleillement ( Biensur j'ai un pyranomètre ).

Je suis avec la version 5.8.3

Merci.

Bonjour,Tu valides une période et bien mettre 130W pour le calcul et le fichier obtenu : print se trouve dans la directorie: WEATHERLINK

Bonne fetes

[Meteo La Louviere]

quelques éléments pour compléter la réponse : /topic/29991-ensoleillement/'>clic

[Seb-50]

Merci de vos réponses mais une fois la période et 130 w/m^2 d'indiqué, on me met " impossible de trouver le fichier print " et j'ai beau avoir cherché dans le dossier entier de weatherlink, je ne le trouve pas

[flying38]

Je remonte ce sujet pour vous signaler que lobarbot, propriétaire de la StatIC de Gujan-Mestras, à mis au point un logiciel qui permet de calculer la durée d'ensoleillement à partir des fichiers wlk de Weatherlink.

Il a utilisé la méthode fournie par ChristianP sur ce forum.

Le logiciel se trouve ici: http://www.meteo-gujan.org/EssaiEnsol/

Merci à lui pour ces développements.

[lobarbot]

Bonjour,

Je viens d'ajouter deux autres programmes de calcul d'ensoleillement : ensoljourcourant et ensolmoiscourant.

Ces deux programmes comme leur nom l'indiquent calculent l'ensoleillement du jour et du mois courant et cela sans intervention de l'utilisateur. Ils peuvent donc être planifiés.

Ils se trouvent également sur : http://www.meteo-gujan.org/EssaiEnsol/

N'oubliez pas de lire toutes les documentations jointes avant utilisation.

Ces programmes étant expérimentaux quant aux résultats obtenus, il ne faut pas hésiter pas à m'écrire pour me faire part de vos propres observations. Pour cette même raison, ils ne sont pas encore aux même endroit que mes autres téléchargements : http://www.meteo-gujan.org/Visiteurs

Les jours ensoleillés annoncés par MF seront l'occasion de les tester...

[lobarbot]

Bonjour,

Veuillez m'excuser, mais mes petites programmes comportaient un tout petit bug. Une petite valeur absolue qui manquait.

Aujourd'hui la déclinaison du soleil est devenue négative, bizarrement cela a entrainé un sin(h) négatif dans les calculs, ce qui avait pour conséquence que l'Ensoleillement théorique était nul aujourd'hui. Ces mêmes calculs fonctionnent pourtant en PHP sur mon site, mais le langage que j'ai utilisé pour ces programmes ne réagit pas comme cela. C'est un problème récurrent avec les lignes trigonométriques, dans quel quadrant est-on ?

J'ai corrigé les quatre programmes, ils ont toujours sur : http://www.meteo-gujan.org/EssaiEnsol/

[PRaff]

Bonjour,

Excellent programme, j’imagine qu’il a demandé beaucoup de travail, merci pour le dévellopement.

Je viens de le tester et j’ai trouvé quelques soucis ; en effet certains mois l’ensoleillement est à 0h, bon ce sont les mois d’hiver d’accord, mais il arrive qu’il y ai du soleil tout de même.

D’autre part la durée d’ensoleillement théorique est également douteuse sur certain mois.

Une erreur de ma part dans la saisie des coordonnées géographiques en est-elle la cause ? Si oui comment la corriger.

Voir le lien de ma page de test

http://meteo.chatelet.pagesperso-orange.fr/Ensol-test

[lobarbot]

Bonjour,

Tout d'abord, je précise ce que je l'ai écrit dans mes docs :

- je ne calcule l'ensoleillement théorique que si la valeur théorique est supérieure à 120 W/², il est donc inférieur à la durée du jour.

- je ne compte l'ensoleillement réel que s'il est supérieur à cette valeur théorique,

- ce qui me semble important c'est le taux d'ensoleillement, ce qui permet de comparer deux jours de l'année d'une même station ou de comparer deux ensoleillements d'une même journée en deux endroits différents (Lille et Perpignan par exemple)

On peut voir le graphique de l'ensoleillement de ma station en temps "réel" (MAJ toutes les 15 mn), sur http://www.meteo-gujan.org dans le menu Aujourd'hui, puis Ensoleillement .

Pour des calculs purement énergétiques, c'est à dire l'énergie solaire reçue (en kW/m²), qui peuvent être utiles pour évaluer une installation solaire (ECS ou photovoltaïque) cette valeur est récupérable dans les fichiers de Weatherlink (on peut utiliser l'export des résumés avec EditWlk , disponible sur www.meteo-gujan.org/Visiteurs).

Pour vos tests avez-vous utilisé les nouvelles versions de mes programmes qui sont en ligne depuis le 23/09 à 16h50 ?

Sinon pouvez-vous faire les tests avec celles-ci ? Sinon pouvez-vous m'indiquer, si vous le voulez bien, une adresse où je pourrais récupérer vos fichiers aaaa-mm.wlk pour effectuer des tests ?

Pouvez-vous envoyer votre fichier configensol.txt ? Ce petit fichier texte peut être modifiable à la main (avec le bloc notes) ou plus simplement il suffit de l'effacer, les quatre programmes ensolxxxxx.exe demanderont à leur prochaine exécution à nouveau la longitude et la latitude.

Merci de l'intérêt que vos portez à mon travail.

[PRaff]

Bonjour,

Merci de toutes ces expliquations.

J'ai bien utilisé votre dernière version.

J'ai vérifiéle fichier configensol.txt, mes coordonnés sont exacts.

Pour les fichiers wlk, comment dois-je faire pour que vous puissiez les récurérer ?

[lobarbot]

Bonjour,

Tout d'abord pouvez-vous me donner la latitude et la longitude de votre station ?

Ensuite, si vous fichiers aaaa-mm.wlk sont sur votre site, indiquez-moi le chemin ? Sinon créez un répertoire à la racine, par exemple "meswlk", et envoyez vos fichiers 2013-xx.wlk dans ce répertoire ?

Si voulez que ceci reste confidentiel, vous pouvez écrire par "Mes messages privés" à lobarbot.

A bientôt.

[lobarbot]

Bonsoir,

Tous les petits problèmes sont réglés.

A toutes fins utiles, vous pouvez télécharger les dernières versions : http://www.meteo-gujan.org/EssaiEnsol/

Merci à Dominique de Météo-Canéjan et à Pierre de Météo-Chatelet pour leur collaboration pour avoir testé les programmes et mis en évidence les petits bugs.

[muchistic]

merci à toi Jean-Marc pour ces programmes qui nous permettent d'exploiter un peu plus nos station météo.

[ChristianP]

Je n'avais pas vu passer ce sujet, sacré boulot !

Normalement le seuil de 120W/m2 de direct, ne concerne pas le résultat du calcul de la méthode MF du calcul de la DI à partir d'un pyrano, mais les valeurs des capteurs de rayonnement directs, qui eux suivent de près le soleil et captent plus d'énergie bien dans l'axe du soleil que les mêmes capteurs toujours bien horizontaux.

Ce qui fait qu'il y a insolation avec la méthode MF, c'est que la valeur donnée par le pyrano Davis ou non, dépasse la valeur calculée par la méthode MF(c'est le seuil donné pour le jour et la minute donnés), même quand elle est inférieure à 120W/m2 (du moins pour les hauteurs de soleil à partir de 3°, on ne comptabilise pas le soleil avec des hauteurs plus faibles avec la méthode MF, car MF a déterminé que les écarts sont trop importants en-dessous de 3° de hauteur)

[lobarbot]

Bonjour,

Merci de cette précision, non écrite sur les docs de MF, d'autant plus que je suis en phase de test sur un utilitaire-web, qui permettra de calculer les rayonnements direct et diffus et expérimentation d'un calcul de nébulosité, quel que soit le lieu ou la date/jour.

Je vais donc très légèrement modifier mes programmes en conséquence, ce qui donnera des résultats plus conformes à ceux MF .

Je continue de penser que les pourcentages d'ensoleillement sont plus parlants que les heures d'ensoleillement. cela devient indépendant de la journée pour un lieu donné et indépendant du lieu pour un jour donnée.

[ChristianP]

Bonjour !

Il y a plusieurs doc et dans celle de la détermination de la DI à partir du pyrano que j'ai utilisée, il est écrit en gras, que le seuil de l'éclairement énergétique du rayonnement global G au-dessus duquel on peut considérer qu'il y a insolation devient :

G seuil = ( A + B cos((2pi/365)*d))* 1080(sin h)^1.25

Pour gagner de la précision, il faudrait se procurer au CDM ou à la Direction Régionale, les derniers coeff A et B de la station MF la plus proche. Ces coeff ont été améliorés depuis la doc de 2001 à partir des mesures de références et de la climato pour chaque lieu.

Dans la doc à l'OMM : For Northern Hemisphere A and B coefficient resides in a range respectively of 0,67‐0,77 and 0.04 ‐ 0.06, probably depending more on local climatology than on latitude.

Résultats de la méthode MF et leurs coeff selon différentes stations :

Ce seuil de référence variable chaque minute est aussi dans la dernière publication à l'OMM :

b. Carpentras method or Météo‐France algorithm (MFA)

This method has been developed at the European Regional Radiation Centre of Carpentras and described by Olivíeri (1998). It consists in the calculation of minutes of SD through the measurement of 1‐min averaged global irradiance (G) compared with an accurate threshold value. The MFA is run every minute and can be expressed by the following formula and test:

If G ≥ GSeuil then SDMFA = 1 minute, otherwise SDMFA = 0 minute

where:

‐ GSeuil = Fc 1080 (sin(h))1.25 (model) (b1)

‐ h ≥ 3° (data filtering)

‐ Fc = A + Bcos(2πd/365) (b2)

with:

‐ Fc representing a fraction of global irradiance in clear sky in mean conditions of atmospheric turbidity;

‐ h being the elevation angle of the sun in degrees;

‐ d being the day number of the annual sequence;

The Fc factor depends on the climatic conditions of the location and A,B coefficients can be empirically calculated through a long term comparison with SD measurements by means of a pyrheliometer. Météo‐France realized tables of A,B coefficients for different location latitudes and the following coefficient have been adopted for the present intercomparison for both locations (due to their similar latitude) : A = 0.73, B = 0.06 (note perso : les coef améliorés à utiliser maintenant à Carpentras sont A = 0.71 , B 0.05 , qui donnent qu'une heure d'erreur sur le cumul total de toutes les heures d'insolation relevées sur 2007 à 2010 : 11013 h calculées pour 11012 h mesurées par le pyrhéliomètre !)

The elevation angle of the sun is calculated every minute contemporary to the sun hour angle, right ascension and geocentric declination according to the astronomical formulas reported in Annex 7.D Chapter 7 of CIMO Guide.

The data filtering (h ≥ 3°) is applied before the execution of the main test and permits the filtering of errors due to the imperfection of the model, height of the sun (low heights) and the atmospheric refraction. The CIMO Guide admits indeed a tolerance of 3° above the horizon for the requirement of an uninterrupted view of the sum at all times of the year for SD detectors. In a further national study, Météo‐France scientists in Carpentras demonstrated that the errors introduced by the data filtering on h produce a small underestimation that due to their systematic nature can be corrected after a long term period of measurements.

Il faut bien voir que c'est un modèle statistique, même s'il est basé sur certaines mesures physiques, il ne déduit pas la mesure de rayonnement direct d'un capteur de rayonnement direct orienté vers le soleil et donc c'est le seuil modélisé qui est la "bonne" référence variable à chaque minute.

Avec la mesure du diffus, habituellement on déduit le direct sur surface horizontale, qui n'est pas assez identique au direct récupéré par un capteur toujours bien orienté vers le soleil en fonction de son azimut et de son élévation aussi (c'est comme si on orientait en permanence un panneau solaire, en azimut et en élévation, pour qu'il capte en permanence le maximum d'énergie, mais dans ce cas juste celle du direct), il faudrait donc un autre calcul pour déduire le direct d'un capteur toujours bien orienté vers le soleil.

Sinon pour la durée, pour moi il vaut mieux utiliser les deux, le pourcentage et la durée qui offrent des informations complémentaires. Ex : 50% de la DI possible dans une station dans une même période au Pôle Nord ou à l'Equateur, ça ne parle pas assez si le nb d'heures n'est pas communiqué et s'il y a des masques à certaines périodes, il faut même 4 données, les pourcentages et des durées avec et sans masques (Comme d'habitude, il me faut des mesures à gogo !)

[lobarbot]

Bonjour,

La formule du G_seuil indiquée en début est celle que j'ai utilisée dans mes 4 applis sauf que j'ai pris A=0.73 et B=0.06. Là, on est d'accord.

Par contre le seuil h>=3° me semble très faible, pour être mesurable avec nos instruments, qui sont des capteurs plans horizontaux. De plus, même en mettant mes capteurs sur le toit (5m), l'horizon n'est pas assez dégagé. Il faut habiter en Sologne pour avoir un horizon dégagé sur plusieurs kilomètres.

Pour obtenir le seuil de 120 W/m² en rayonnement direct théorique, il fallait ce matin attendre 9h30 et la hauteur h était alors égale à 13°5.

Il m'est impossible de donner un nombre d'heures d'ensoleillement égal à la longueur de la journée comme le fait MF pour les jours de ciel totalement découvert avec les instruments dont on dispose.

Ce ne serait pas honnête intellectuellement. Par contre, les heures d'ensoleillement données sont très satisfaisantes pour tout ce qui concerne l'énergie solaire (panneaux solaires thermiques, photovoltaïques, ...) , le chauffage, la réfrigération,...

Donc, a priori, je ne vais pas modifier mes applis.

Si vous voulez voir quelques applications de mes calculs, allez sur mon site : www.meteo-gujan.org

- menu AUJOURDHUI, onglet Ensoleillement,

- menu HISTORIQUE, onglet Toutes les Données (seulement sur les jours du mois de septembre 2013), puis bouton Radiation et UV. (Avant mes calculs d'ensoleillement étaient faits à partir de mes panneaux photovoltaïques)

Comme je disais, je mets au point actuellement une page web qui donne les rayonnements théorique Directs et Diffus (avec une erreur de moins de 5% sur la tranche (10h-18h) avec en plus une Expérimentation de calcul de nébulosité.

Je vous envoie l'adresse par courriel personnel.

Jean-Marc

PS : dans la doc de Davis à propos du capteur de rayonnement de la VP2, la précision nominale est : 5% de la déviation maximale. Je ne comprends pas ce représente le mot déviation. Si quelqu'un à la réponse.

[ChristianP]

Bonjour Jean-Marc,

Et oui il est plus faible sur plan horizontal avec nos capteurs, c'est bien pour cette raison que la méthode donne justement de l'insolation alors qu'on ne récolte même pas 120W/m2 de global et donc pas 120W/m2 de direct sur plan horizontal (vu qu'on est sensé récolter du diffus en plus du direct et selon l'albédo des obstacles quand il y en a, plus ou moins de réfléchi)

Il y aussi probablement un problème dans ton estimation du direct, à cause du trouble atmosphérique moyen pris en compte, vu que dans la doc MF, je constate qu'on a plus de 120W/m2 de direct théorique avant les 3° de hauteur.

Exemple à l'occasion d'une tentative d'amélioration de la méthode par MF, qui intégre un programme pour déterminer le trouble atmosphérique d'Angström, d'après les paramètres météo de la station auto, qui va générer des valeurs FC variables en temps réel (pour alimenter la formule de la méthode), avec un trouble de 0,024 (une visibilité de 120 km) le matin et un FC = 0.8, pour un 9 juillet à Carpentras, ils récoltent 125 W/m2 de direct pour 1.66° de hauteur, seuil de 120 W/m2 franchit un peu avant dans cette minute. A 3.07° de hauteur, ils ont 202 W/m2 de direct et ils indiquent qu'on perd 9 ' de soleil ce matin à cause du filtre des hauteurs < 3°. La méthode sans filtre, voit bien l'insolation dès le lever du jour. Le soir avec une même visi, mais avec un FC légèrement plus faible avec des conditions météo un peu différentes, on perd 8' à cause du filtre des 3°, donc au total du jour -17' de DI pour cause de masques virtuels (quand les masques ne sont pas présents sur la station, alors qu'on filtre)

Enfin le problème c'est le fort trouble atmosphérique, qui fait qu'on sous-estimera souvent la réalité de la DI vers ces hauteurs. Avec un fort trouble atmosphérique un 9 juillet à Carpentras, on perd 27' (12' le matin et 15' le soir pour ce cas) de DI même par rapport aux 3° de hauteur (la méthode ne verra une DI qu'avec 152 W/m2 de direct dans la réalité) donc par rapport au vrai lever/coucher du soleil on perd bien plus, car avec ce trouble, le matin on a 121 W / m2 qu'à 12.42° de hauteur ( soit 66 mn plus tard que le cas précédent pour atteindre 125W/m2 avec peu de trouble pour le même jour). Ce cas avec fort trouble, correspond plus à tes calculs théoriques du direct.

Ca ne concerne pas que l'été, un 21 décembre, je vois une valeur de 120W/m2 de direct pour 1.46° de hauteur (faible trouble, mais plus important que le 9 juillet, 0.036, visi 85 km) et 225 W/m2 de direct à 3.05° de de hauteur (11' perdues à cause du filtre sur ce matin)

Pour ta station au climat et au comportement (pour l'insolation) assez différents de celui de Carpentras, avec plus de trouble atmosphérique près du bassi , il vaut mieux utiliser d'autres coeff pour un climat plus semblable.

J'avais lu les explications sur tes fichiers, que je n' ai pas testés et je ne demandais pas particulièrement à ce que tu modifies tes applis. Comme tu me parlais de ta préférence pour les pourcentages, j'indiquais simplement les valeurs nécessaires pour combler tout le monde, aussi bien les climatologues pour-lesquels il faut s'abstraire des masques et obligatoirement en tenir compte pour comparer la DI des différentes stations selon les normes OMM, que pour la production d'énergie solaire ou autres, où au contraire il faut les garder et montrer le déficit réel dû aux obstacles artificiels ou non.

Quand on s'occupe des masques, il ne s'agit surtout pas de comptabiliser systématiquement de la DI quand il y a un masque qui passe, ça n'aurait pas de sens (par exemple, il faut tenir compte de la DI chaque jour juste après le passage (et avant quand c'est le cas) du masque. Les erreurs bien réelles certains jours, se compensent sur assez de jours, vu que le comportement du ciel, différent pendant et après/avant le passage du masque, est aléatoire).

Les meilleurs atlas de DI journalière jamais publiés en France donnaient les pourcentages, les proba pour chaque jour, avec et sans masques pour la station donnée si c'était le cas.

Eux utilisaient le rapport d'insolation journalier R.

R(j)= S(j)/Sm0 (j, phi)

S(j) est la durée d'insolation où le direct a dépassé les 120 W/m2 (+- 20%)

Smo(j,phi) est la durée d'insolation maximale possible.

Il est dit que ceci permet de s'abstenir de l'aspect "astronomique" dans la variation de l'insolation et de caractériser l'aspect proprement climato (quand la station n'a pas de masques)

Sans masques la durée maximum possible est So (j ,phi) qui est la durée astronomique du jour calculée à partir de la latitude.

Quand il y a des masques, on exprime Smo (j, phi) de la manière suivante :

Smo (j,) = So(j,phi) * Rmo(j)

Rmo(j) est le coeff de réduction topo qui s'évalue à partir du diagramme solaire et des masques du lieu.

Pour les valeurs purement horaires en tenant compte des masques, la méthode utilisée par les US est pour le moment la meilleure. Ils intègrent dans le programme de leurs stations, les relevés des masques quand il y en a et d'après les paramètres météo mesurés par la station, avant, pendant et après le passage des masques et aussi selon l'insolation avant et après, le programme détermine, s'il y a eu ou non probablement du soleil. Ils ont démontré que la méthode améliore significativement et rend bien plus comparables les mesures des stations que de ne pas du tout traiter les masques.

La pire arnaque climatologique pour moi quand on veut comparer les données de DI de différentes villes, c'est de ne pas traiter les masques artificiels > 3°, comme des arbres, des constructions, des poteaux et autres, alors qu'ils n'ont rien à voir avec la topo naturelle du lieu (les montagnes/collines).

Dans la doc sur le site Davis, je ne vois pas cette histoire de 5% de la déviation. L'incertitude du pyrano Davis est de +- 5% sur toute la gamme avec l'acquisition comprise (certains auront remarqué que la console n'actualise pas toujours la valeur toutes les 50/60 s, ce qui génère une erreur supplémentaire à celle du capteur à certains instants t. En corrigeant la mesure en fonction de la T, on tombe à +-3% d'incertitude)

Les tests de quelques exemplaires par l'OMM donnent des incertitudes plus faibles, une petite sous-estimation (mais bon là Davis n'envoie pas à l'OMM des capteurs sans vérifier l'étalonnage au dernier moment)

Ce que j'ai remarqué pendant la période ou IC proposait une carte des valeurs des pyrano des StatIC et sur mes 3 capteurs depuis longtemps, c'est que généralement ce capteur sous-estime (pour les voisins que j'ai bien en tête, la seule station du coin où il surestime trop, c'est Solliés-Ville, toutes les autres StatIC sous-estiment trop le RG par ciel limpide, Carnoux, Marseille, Aubagne, Le Luc, en tenant compte bien entendu des diff d'altitude, de mini décalages horaires, des conditions de visi, d'humidité et de la T). Ici j'ai dû calibrer des capteurs à la hausse pour coller au mieux au pyrano MF (en allant sur place avec un pyrano Davis qui me sert de référence pour régler les deux autres)

Il n'y a pas longtemps, j'ai vérifié la cohérence à distance, les explications sont dans le texte de chaque photo:

http://www.facebook.com/photo.php?fbid=203291373169005&set=a.203291333169009.1073741840.100004644305349&type=3&theater

Même sur place près d'un pyrano, il est préconisé de vérifier un capteur avec des hauteurs solaires élevées (plus de 70°), donc vers midi solaire pas loin du 21 juin, par ciel limpide.

Attention aux données MF de RG dans IC, qui sont déduites du cumul horaire de RG (en joules/cm2), une fois converti en W/m2, à l 'inverse de nos valeurs instantanées, c'est équivalent à une moyenne /60 mn en W/m2 chez nous (d'ailleurs pour une comparaison plus cohérente, il faudrait qu'IC moyenne les valeurs des 6 derniers relevés instantanés / 10 mn de l'heure du relevé (h, h-10, h-20 , h-30, h-40 , h-50) du RG des StatIC pour l'heure pile, car la valeur instantanée Davis surestime le matin et sous-estime l'AM, par rapport à la valeur MF qui est la moyenne de l'heure qui vient de se terminer)

PS : Je n'ai pas encore lu de près ton MP que je viens juste de voir après avoir rédigé cette réponse.

[lobarbot]

Bonjour,

Voilà une réponse bien détaillée. Je ne vais pas pouvoir répondre à tous les points, mais je vais essayer d'expliquer ma démarche.

Tout d'abord, il faut regarder le graphique qui est en pièce jointe .

. C'est le graphique d'ensoleillement de ma station le 3 septembre 2013, qui était une journée ensoleillée 100 %.

On peut constater que ma courbe de rayonnement global théorique est globalement satisfaisante, voir très satisfaisante sur la période 10h-18h, moins de 3% d'erreur.

(pour ceux qui veulent voir d'autres journées, allez sur www.meteo-gujan.org (->Historique->Toutes les données-> choisir un jour du mois de septembre 2013, puis cliquer sur l'onglet Rayonnement et UV)

- tout d'abord quel est le choix de la valeur limite que je prends pour l'ensoleillement, en cela il sera très simple de modifier mes applis ( je n'ai que quelques lignes à changer ce n'est pas un problème) ? Je peux prendre comme limite, comme doit le faire Infoclimat dans les données climatologiques s'ensoleillement du réseau StaIC, le franchissement de la valeur de G_seuil (c'est la courbe bleu-ciel sur mon graphique). Nous utilisons la même formule, il me semble. Cela me pose deux problèmes, pour moi et pour ceux qui utilisent ces applis. Je suppose que dans la très grande majorité, nous sommes des amateurs et au mieux nous avons de notre toit une vue dégagée, mais que l'horizon n'est pas visible : arbres, habitations,.... Ce qui n'empêche que le soleil n'entraine pas "d'ombre portée nette" avant une heure après le lever (idem au coucher) et qu'en début et en fin de journée il y a plus de diffus que de direct. Que mesure-t-on réellement pendant ces périodes avec nos petits capteurs de radiations ? Ce que je peux faire pour mes applis, c'est d'ajouter un paramètre modifiable par l'utilisateur qui pourra modifier la valeur de seuil en fonction de son installation.

- ensuite, je vais essayer de donner quelques explications sur mon calcul de rayonnement théorique, sans être trop compliqué (il y a 150 lignes de calculs mathématiques!). Tout d'abord je calcule le rayonnement global théorique sur une surface horizontale (notre capteur l'est, il faut donc être cohérent) et non sur une sphère ou un cylindre, ni sur un plan perpendiculaire à l'axe Soleil-Lieu de mesure. Donc je ne peux pas avoir 120W/m² avec h=3° avec ces calculs.

Les étapes du calcul :

1- on part de la constante solaire, 1367 W/m², puis on calcule le rayonnement au bord de l'atmosphère cela dépend du jour de l'année

2 - on va calculer le rayonnement direct après sa traversée dans l'atmosphère, qui dépend toujours du sin(h) , de l'altitude du point de mesure (H) et de la transmittance atmosphérique (tau) (valeur non constante et difficile à apprécier par un amateur, je l'ai prise pour le moment égale environ à 0.6)

3 - on calcule le rayonnement diffus à partir des mêmes données sin(h) , H et tau.

Je n'ai pas compté le rayonnement réfléchi qui peut effectivement être important en zone montagneuse, particulièrement en période neigeuse.

Une petite remarque, le capteur de rayonnement est sujet à des sursauts hors du rayonnement global théorique, lors d'un ensoleillement total immédiatement après un période ombragée et froide. J'ai observé ce même phénomène sur mes panneaux photovoltaïques. Je n'ai aucune compétence sur la technologie utilisée dans le capteur de rayonnement...

Je pense qu'il faut rester modeste avec mes calculs. J'essaie d'obtenir des résultats qui ont une valeur vérifiable et cohérente avec la réalité et de ne pas mesurer ce dont je suis pas sûr. Soyons modeste, nos capteurs de rayonnement valent une centaine d'euros, il ne faut peut-être pas trop leur en demander. J'avais déjà auparavant établi des calculs d'ensoleillement à partir de mes panneaux photovoltaïques ( ce sont toutes les données avant septembre 2013 toujours dans la même rubrique de mon site). Si j'en parle, c'est que ces calculs ( non scientifiques, car non reproductibles à d'autres installations), m'avaient conduit à modéliser des courbes d'ensoleillement qui étaient globalement des paraboles sur 90% de la journée (chaque jour la parabole étaient différentes évidemment, j'avis mis au point un modèle qui donnait l'équation pour chaque jour).

J'essaie juste de mettre mes compétences mathématiques et informatiques en pratique et d'en faire profiter les autres éventuellement. En météorologie-climatologie, j'essaie seulement d'être un amateur, au bon sens du terme.

Merci Christian pour tes réponses détaillées, qui m'ont été très utiles, auxquelles je n'ai pas répondu directement, ma démarche se situant dans une autre problématique.

Je confirme dans le manuel de la console Vantage Pro2, Annexe B, page 88, Tableau : Spécifications des données météorologiques, l'expression "5% de la déviation maximale", qui demeure toujours absconse pour moi.

[ChristianP]

Bonjour !

J'avais déjà consulté sur ton site, ton type de graphe très intéressant et très parlant.

Si tu parles d'une "ombre portée nette" sur le sol, par rapport à ce qu'on entendait souvent par le passé (et parfois encore), pour indiquer la limite de l'insolation, ça n'a pas servi à définir la valeur du seuil de 120W/m2 de direct (c'est un seuil purement matériel qui a été choisi pour correspondre le mieux au brulage du papier dans de bonnes conditions de l'ancien héliographe avec un papier de qualité et un modèle de qualité, ce qui n'était pas le cas dans tous les pays ). Il ne faut donc pas s'occuper des ombres visibles, nettes ou pas, mais des mesures objectives du pyrhéliomètre (il est indiqué qu'une erreur de +- 25% au seuil, génère une une erreur sur la DI du jour de 3%).

Nos capteurs avec une faible hauteur solaire, mesurent le rayonnement global sur plan horizontal, qu'il y ait peu de direct ou pas en proportion à certains moments, n'a pas d'importance comme avec les pyrano pro. Pour le rayonnement réfléchi capté, c'est un problème d'obstacles, de normes d'installation. Comme souvent, l'installation et le site, même au niveau amateur, ont bien plus d'importance que la précision du capteur.

Pour l'histoire des 5% de déviation, le problème vient probablement de la traduction de "5% of full scale" qui n'a pas été réalisée par Davis.

Alors là, si j'ai bien appris quelque chose en lisant les essais pro du matériel, c'est que le prix n'est pas assez souvent une référence en mesure de nos jours (c'était plus le cas dans le passé, avec moins d'arnaqueur pro). Si on me demandait de choisir entre un anémo MF à moulinet (Degréane ou Pulsonic) et un anémo Davis ou un NRG pour mesurer dans les vents cycloniques, mon choix se portera sur les Davis et NRG et surtout pas sur les modèles de MF à moulinet... Un des meilleurs abris à ventilation naturelle au monde : le 7714 Davis, ceux de MF et bien d'autres très chers, sont derrières dans les conditions extrêmes de rayonnement en Algérie. Le pluvio MF hors de prix en comparaison, ne récolte pas plus d'étoiles (3 sur 5), que le Davis dans les longs essais pointus de l'OMM. Le comble ici, c'est que les bords du cône en métal du modèle pro de MF ont été endommagés par la grêle de 3 cm, alors qu'aucun des bords de plusieurs cônes Davis, n'est abimé (Même pas le plastique de celui qui a plus de 20 ans !)

Le problème principal pour un réseau pro avec le pyrano Davis, c'est l'absence de ventilation/chauffage, car bien étalonné, hors conditions de givre et de neige, il est assez efficace d'autant plus pour déterminer une DI qui demande moins de précision. Le capteur CM11 du réseau MF a une incertitude +- 3.5% et de +- 4.3% pour le CM6 B (incertitude réelle vérifiée par divers services nationaux de météo. Il faut toujours se méfier de l'incertitude donnée par les constructeurs même pro, j'ai vu des anémo hors de prix, renvoyer des 30% d'erreurs dans les essais MF, des abris méca très chers moins bons que des abris MF et donc que l'abri Davis, quasi donné en comparaison)

Mon objectif bien avant l'existence d'IC et de la mode du Net, a toujours été de rechercher le meilleur rapport précision+fiabilité/prix , par rapport à la façon de mesurer les paramètres météo, demandée par l'OMM.

Pour moi avec la précision de la méthode de calculs de MF, ça n'a plus aucun sens d'investir dans un héliographe Cimel déjà 8 à 10 fois plus cher qu'un pyrano MF, même pour un réseau pro (sans parler de la maintenance de l'héliographe à fibre, pas donnée), d'autant plus que les météo et climato, ont plus besoin du rayonnement global que de la DI seule (Dixit, le centre radiométrique de Carpentras).

C'est normal que les capteurs pro ou non, affichent parfois des pics énormes (d'après MF ça peut monter à 1600 W/ m2), bien plus importants que le rayonnement théorique maxi possible à l'instant t , après le passage ou près de nuages, à cause des réflexions multiples sur les bords des nuages. Il existe aussi des réflexions avec le givre (jusqu'à + 50% dans des essais entre un capteur MF sans la ventilation, par rapport à un même capteur avec ventilation, c'est à ce niveau que le Davis aura des problèmes)

Dans le graphe de ton message, si pour cette même période de l'année, les bombements sont systématiques vers le début et la fin de courbe, ce n'est pas normal sans passages nuageux et ni givre (peut-être des réflexions sur des obstacles présents ?)

Le problème en amateur, c'est surtout que les utilisateurs ne peuvent pas vérifier l'étalonnage du matériel livré (sans matériel en double pour se rendre sur place près d'un capteur de référence pour comparer) ou n'envoient pas leur capteur au labo avant utilisation pour vérifier l'étalonnage d'origine. Il ne demande pas souvent un capteur avec un certificat NIST, qui a un coût.

Le seuil à choisir, c'est celui donné à chaque instant par la méthode MF faite pour des mesures sur plan horizontal. Les paramètres essentiels sont les deux coeff A et B, donc à mon avis, il est indispensable que l'utilisateur puisse régler ces paramètres pour son site/son climat, pour obtenir le meilleur résultat dans des conditions moyennes de trouble atmosphérique (ou lorsqu'il demande les coeff pour son coin directement à MF)

Même pour l'utilisateur qui ne souhaite pas demander les coeff à MF, il peut vérifier assez objectivement que les coeff choisis, sont assez bons en moyenne, pour un trouble moyen, en regardant s'il récupère effectivement assez souvent de la DI (par ciel clair avec ce trouble moyen) à partir d'une hauteur de 3.5° (si ce n'est pas le cas assez souvent, il faut modifier le/les coeff pour obtenir un FC plus important (dans la formule, FC = A+ B * cos((2pi/365)*d) )

Si l'utilisateur n'a que des obstacles légèrement plus hauts, il peut vérifier au minimum qu'il y a systématiquement insolation dès leur passage pour ce même trouble moyen.

Si les obstacles sont systématiquement plus haut que 8° en toutes saisons aux horaires concernés, il ne pourra pas tester, il faut donc règler le FC pour que le soleil présent par ciel clair soit comptabilisé assez souvent avec 11° en cas de trouble fort, car d'après MF, par trouble fort, les 120 W/m2 s'affichent en moyenne entre 9 à 11° de hauteur.

Il faut bien voir que nos capteurs Davis sont souvent mieux placés sur un toit (ou parfois sur des mâts), que chez MF avec des capteurs à moins de 2 m du sol. Si tu voyais l'installation du pyranomètre MF à Bormes chez l'ONF et que tu mesurais la hauteur des obstacles, tu comprendrais pourquoi, je trouve absurde de comparer les valeurs brutes de Bormes (qui n'a rien à voir avec cette station très loin du village perché), à celles du Luc (même pour l'énergie solaire, ça n'a pas de sens de ne pas préciser au moins la durée des masques pour chaque jour, vu que l'utilisateur des données qui ne connaîtra pas l'état des masques sur cette station, ne pensera pas obligatoirement à déduire l'énergie solaire qu'il récoltera sur un terrain bien plus normal à Bormes. En fait le gros problème avec les données MF vendues sur leur espace même pro, c'est la pauvreté des métadonnées, on ne sait pas ce qu'on achète.)

Ici je suis vraiment au milieu des collines et de la forêt, avec un sommet de 300 m + arbres de 20/25 m, à moins de 200 m au Sud, un site bien plus défavorable au niveau du relief et des obstacles, que beaucoup de coins vers Gujan et ailleurs (Ex : J'ai pris la photo sur le versant Nord (je ne suis pas au sommet) au Sud d'un de mes capteurs solaires sur le mât d'anémo : http://sphotos-c.ak.fbcdn.net/hphotos-ak-ash4/478134_114308708733939_755539708_o.jpg ) Avec une installation du capteur à 10 m de haut sur le mât d'anémo, la hauteur de 3° (qui n'est quand même pas si faible, ça représente quand même un obstacle de 10.2 m de haut à 100 m du capteur installé à 5 m de haut sur un toit), est régulièrement respectée pour les horaires concernés (mais pas toujours selon les saisons) vu que ce sont les obstacles dans les secteurs du lever et coucher qui sont importants.

J'ai vu passer des formules simples aux plus complexes pour déterminer le direct théorique.

MF utilise un modèle simple (SMARTS 2, en 2001 du moins) qui permet à chaque instant de calculer le rayonnement direct par ciel clair en fonction du trouble atmosphérique et de la quantité d'eau condensable dans l'atmosphère (w en gr/cm2, calculée d'après la T et la HR)

J'ai retrouvé dans une doc MF sur le rayonnement et à l'OMM, cette formule du direct pour une surface normale aux rayons solaires :

S'= S'o * exp(-T/(0.9 + 9.4 * sin h))

S'o : constante solaire à corriger de la distance terre-soleil à l'instant t .

T : Trouble atmosphérique (facteur de Linke, exemple en zone tempérée 2.5 en hiver à 4 en été, sauf stations d'altitude, zone urbaine +20 à 30%, zone industrielle polluée jusqu'à +80%. Sur le Net tu trouveras des formules qui prennent en compte des paramètres météo mesurés par la station, donc possible de l'intégrer à ton calcul théorique du direct)

h : hauteur du soleil

[gerardlh]

Oh les gars vous me démoralisez . Justement j'avais envie de me faire offrir par le Père noël un pyranomètre et que vois-je des discutions compliquées .

Il faut toutes ces complications pour le mettre en service . L'installer puis le brancher ne suffit pas !

[lobarbot]

Bonsoir,

Non, tu branches et ca marche !

Mais on peut essayer d'en prolonger l'usage.

Par contre, pour l'installation, le pyranomètre doit être bien exposé notamment au soleil levant et couchant.

[muchistic]

Oh les gars vous me démoralisez . Justement j'avais envie de me faire offrir par le Père noël un pyranomètre et que vois-je des discutions compliquées .

Il faut toutes ces complications pour le mettre en service . L'installer puis le brancher ne suffit pas !

c'est vrais que si on décortique tous les calculs énoncé sur le post ça parait compliqué mais comme dit JM, tu installe et ça marche.

Au niveau de Weatherlink il te faudra juste cocher la case solar radiation dans le setup afin de récupérer les infos du pyranomètre dans ton fichier .wlk

[gerardlh]

Ah LOL merci . Donc le Père Noël peut passer . Bon à Rouen c'est simple le pyranomètre va être peu sollicité . Merci les gars .

[mm91]

Bonjour,

Le fait d’utiliser un pyranomètre à surface horizontale (comme Davis) présente l’avantage de mesurer directement des Watts / m² horizontaux, ceux qui arrivent effectivement au sol (et à condition que le détecteur soit parfaitement horizontal ce qui n'est pas facile avec une petite surface)

Par contre, son gros inconvénient est d’être assez imprécis lorsque le soleil est près de l’horizon, car ils reçoit (par définition) très peu de puissance et donc fournis très peu de signal.

Or, à partir du moment où l’on mesure l’ensoleillement à l’aide d’un calcul, on peut incorporer dans ce calcul la position précise de la station (latitude et longitude), et donc connaître avec une grande précision, à chaque instant, la position du soleil (c’est ce que fait par exemple le logiciel Wswin32).

On peut alors utiliser un détecteur (non horizontal) qui mesure la puissance solaire globale, donc beaucoup plus sensible et précis quand le soleil est bas sur l’horizon, et la puissance horizontale est déduite par calcul.

C’est ce que fait ma station avec une méthode originale et Wswin32, qui présente des avantages, mais aussi, bien entendu ses inconvénients, je ne dis pas que c'est une meilleure méthode !

Pour info, elle est décrite ici:

http://michel.mo.pagesperso-orange.fr/ensoleillement/1_generalites.htm