Pyranomètre: valeurs trop faibles

[Philou_13]

Bonjour à tous,

 

Lors de journées parfaitement ensoleillées du mois de juin, j'ai remarqué que la durée d'ensoleillement calculée sur Infoclimat à partir des données issues du pyranomètre de ma VP2 était largement inférieure à la durée d'ensoleillement maxi théorique à cette époque de l'année (juin). En regardant mes données de climato, je n'ai pas une seule journée du mois de juin qui dépasse les 11h30 d'ensoleillement. Je précise qu'il n'y a aucune ombre portée sur mon pyranomètre, excepté peut-être avant 7h et après 20h00.

 

En me penchant plus sérieusement sur le problème, j'ai vu que mon pyranomètre avait du mal à dépasser les 870W/m² lors de journées parfaitement ensoleillées, ce qui fait que lorsque le maxi d'intensité lumineuse est reçu (grossièrement entre 12h et 15h), le seuil d'ensoleillement théorique est supérieur à la valeur mesurée par ma VP2, et que donc, je "perds" de l'ensoleillement quotidien.

 

Ce phénomène ne se produit que depuis quelques semaines, à l'approche du solstice d'été, car durant les journée d'hiver ou de printemps où le soleil est moins fort, le pyranomètre ne sature pas.

 

J'ai nettoyé mes 2 capteurs à l'eau distillée, mais rien n'a changé (ils étaient déjà propres avant nettoyage).

Ca m'embête, mes données d'ensoleillement en saison estivale sont par conséquent complètement sous estimées  

 

Pour imager et étayer mes propos, j'ai fais 3 captures d'écran issus de 3 stations (prises au hasard, il fallait qu'elles aient le pyranomètre) pour la journée du 15 juin dernier: Ciran (37), Brion (38), et Montagny (ma station, 69). On voit bien cette espèce de saturation entre 12h et 15h sur ma station qui n'apparait pas pour les 2 autres. Il en est de même pour l'index UV qui ne dépasse pas 5.3 alors qu'il monte à 7 à Ciran.

 

 

Quelqu'un a-t-il une idée?

 

Merci  

 

PS: merci aux propriétaires des station de Ciran et Brion  

[romain05]

Bonjour, 

 

Est-il bien d'aplomb et plein sud ? 

[Sebaas]

Et le pyrano (qu'on ne voit pas sur les photos de la station, probablement parce qu'il a été installé après?) est-il bien sur la partie Sud de la VP2 (côté panneau solaire), sans prendre ombrage des pics anti-oiseaux?

[Philou_13]

Bonsoir,

Effectivement, les 2 capteurs ont été rajouté après. Ils sont bien orientés plein sud, côté panneau solaire.

Si c'était lié aux pics anti-oiseaux, je me dis que cela n'engendrerait pas une saturation du capteur sur plusieurs heures lorsque le soleil est au zenith non? 

[Philou_13]

Bonjour à tous,

 

je me permets de relancer le sujet car je me suis mis en tête de solutionner le problème (qui je pense doit certainement toucher quelques pyranomètres autre que le miens dans le réseau IC).

Je perds à la grosse 3 heures d'ensoleillement/jour en période estivale. Ce qui me chagrine aussi, c'est que ma sonde UV sous estime aussi j'ai l'impression (jamais plus de 6 en index UV à cette période, ce n'est pas normal, mais cela me dérange moins que pour le pyranomètre).

L'idéal serait d'en acheter un neuf pour pouvoir comparer, mais à 200€/pièce, si cela ne viens pas de ça, j'aurais l'air con !

 

j'ai écrémé les topics dédiés au pyranomètre Davis sur le forum et j'ai vu que l'on pouvait le calibrer et/ou le réparer (cf le post de @meteo-quimper😞

Le problème, c'est que le lien donné par @meteo-quimper est HS, et qu'il n'est plus connecté depuis 2019...

Ce dernier disait je cite:

"tu peut essayer de manipuler le potentiomètre de calibration, il y a un trou sous la sonde (bouché avec du silicone noir) qui tombe sur un potentiomètre de réglage qui est utilisé par Davis pour faire le calibrage de la sonde"

Quelqu'un a-t-il déjà tenter de toucher à ce potar? Il permet de régler l'offset ou le gain? Mon pyranomètre n'est plus sous garantie, je me dis que je n'ai peut-être pas grand chose à perdre (enfin si, éventuellement 200 boules 😛).

 

Merci d'avance pour vos conseils  

[jackT]

Bonjour,

 

Il ne faut pas oublier aussi que le calcul du seuil d'ensoleillement reste théorique, car certains facteurs peuvent changer au cours des saisons, des régions et selon la pollution de l'air et ces changements de trouble atmosphérique ne sont pas pris en compte dans le calcul du seuil.

A défaut de vraie recalibration, tourner le potentiomètre  "à l'aveugle"  pour que les mesures collent avec le calcul du seuil (qui a ses propres faiblesses) n'est pas forcément la meilleure chose à faire. Une alternative  serait par exemple d'avoir la possibilité de configurer pour sa station un coefficient de correction qui serait appliqué.

 

J'utilise weewx pour capturer les données de ma station, et j'ai écris et installé une extension qui calcule le seuil d'ensoleillement selon la méthode donnée par ChristianP (fichier excel insolation_Xaria), et j'y ai ajouté un facteur de correction. Cela m'a justement permis d'éviter d'avoir par temps clair et  sans aucun nuages des seuils plus élevés que la mesure donnée par mon pyromètre.

Par exemple pour aujourd'hui, sans aucune trace de nuages, le temps d'ensoleillement calculé par weewx est 11h06, comparé à 10h20 calculé sur Infoclimat.

[romain05]

Il y a 2 heures, jackT a dit :

Bonjour,

 

Il ne faut pas oublier aussi que le calcul du seuil d'ensoleillement reste théorique, car certains facteurs peuvent changer au cours des saisons, des régions et selon la pollution de l'air et ces changements de trouble atmosphérique ne sont pas pris en compte dans le calcul du seuil.

A défaut de vraie recalibration, tourner le potentiomètre  "à l'aveugle"  pour que les mesures collent avec le calcul du seuil (qui a ses propres faiblesses) n'est pas forcément la meilleure chose à faire. Une alternative  serait par exemple d'avoir la possibilité de configurer pour sa station un coefficient de correction qui serait appliqué.

 

J'utilise weewx pour capturer les données de ma station, et j'ai écris et installé une extension qui calcule le seuil d'ensoleillement selon la méthode donnée par ChristianP (fichier excel insolation_Xaria), et j'y ai ajouté un facteur de correction. Cela m'a justement permis d'éviter d'avoir par temps clair et  sans aucun nuages des seuils plus élevés que la mesure donnée par mon pyromètre.

Par exemple pour aujourd'hui, sans aucune trace de nuages, le temps d'ensoleillement calculé par weewx est 11h06, comparé à 10h20 calculé sur Infoclimat.

 

exactement , d'ailleurs avec le sable du Sahara actuellement présent du moins chez moi dans les Alpes du sud et surement ailleurs , celui ci joue forcément sur l'affaiblissement du rayonnement !

Il y a 12 heures, Philou_13 a dit :

Bonjour à tous,

 

je me permets de relancer le sujet car je me suis mis en tête de solutionner le problème (qui je pense doit certainement toucher quelques pyranomètres autre que le miens dans le réseau IC).

Je perds à la grosse 3 heures d'ensoleillement/jour en période estivale. Ce qui me chagrine aussi, c'est que ma sonde UV sous estime aussi j'ai l'impression (jamais plus de 6 en index UV à cette période, ce n'est pas normal, mais cela me dérange moins que pour le pyranomètre).

L'idéal serait d'en acheter un neuf pour pouvoir comparer, mais à 200€/pièce, si cela ne viens pas de ça, j'aurais l'air con !

 

j'ai écrémé les topics dédiés au pyranomètre Davis sur le forum et j'ai vu que l'on pouvait le calibrer et/ou le réparer (cf le post de @meteo-quimper😞

Le problème, c'est que le lien donné par @meteo-quimper est HS, et qu'il n'est plus connecté depuis 2019...

Ce dernier disait je cite:

"tu peut essayer de manipuler le potentiomètre de calibration, il y a un trou sous la sonde (bouché avec du silicone noir) qui tombe sur un potentiomètre de réglage qui est utilisé par Davis pour faire le calibrage de la sonde"

Quelqu'un a-t-il déjà tenter de toucher à ce potar? Il permet de régler l'offset ou le gain? Mon pyranomètre n'est plus sous garantie, je me dis que je n'ai peut-être pas grand chose à perdre (enfin si, éventuellement 200 boules 😛).

 

Merci d'avance pour vos conseils  

 

je pense que tu as aussi la présence de la brume due au sable !

[Philou_13]

Le calcul du seuil d'ensoleillement reste certes théorique, OK.

Mais là n'est pas vraiment le problème. En fait, depuis que je possède ce pyranomètre (2ème été), lorsque je compare mes valeurs à celles de Feyzin et Saint-Genis-Laval (10 à 15km à vol d'oiseau de ma station) par ciel sans nuages, j'ai systématiquement quelques dizaines de W/m² qui font que je passe en dessous du seuil d'ensoleillement, mais uniquement en période estivale. Les autres saisons lorsque le rayonnement est moins fort, pas de problème.

C'est comme si le pyranomètre ne cessait de dériver vers le bas avec l'âge.

J'ai eu beau nettoyer plusieurs fois la cellule, rien n'y a fait.

[jackT]

Oui, c'est durant l'été que ce problème apparait. En fait, pour être plus performant, le calcul du seuil d'ensoleillement devrait comporter un coefficient de correction qui varie au cours de l'année (coefficient mensuel par exemple) .

Avec la formule actuelle, en été la valeur du seuil calculée est quasi égale aux valeurs max mesurées par le pyromètre avec les problèmes discuté plus haut. En hiver, la valeur du seuil est bien plus basse et ne monte pas au dessus des 2/3 des valeurs de radiation mesurées.

Voici les données pour ma station :

Hiver :

Printemps :

Eté:

 

Automne :

[Babarskaja]

Pas impossible que ton capteur dérive, au delà des excellentes explications sur l'ensoleillement de @jackT.

 

Précision du pyrano:
±5% à pleine échelle (Référence: Eppley PSP à 1000 W/m2) plus 45 W/m2 par câble additionnel de 30 m
Fréquence de mesure
50 secondes à 1 minute
Dérive
jusqu'à ±2% par an

 

En prenant en compte une précision moindre à la base et une dérive ça pourrait expliquer le décrochage entre ton poste et d'autres aux alentours.

Il semblerait que Mions présente des maxis plus basses également(?):

 

 

 

@ptitom71 nous avait également posé la question concernant son poste de Sologny (71).

 

[sylvainmeteo]

Nous avons également des capteurs de rayonnement sur nos stations (PESSL, marque autrichienne), qui équipent les 2/3 de notre parc, on a parfois des soucis d'étalonnage (d'usine), ou bien des sous estimations sur le terrain (sable, traitement dans les parcelles viti ou arbo et même parfois des crottes d'oiseaux sur les capteurs). On a changé récemment 2 pyrano qui avaient juste 1 an car l'un des capteurs est resté planté a 0 pendant 1 mois et demi, et l'autre a subitement décroché de 30% environ du jour au lendemain, et malgré les nettoyages, rien a faire...

On s'en sert pour l'ETP (on transforme les W/m² en J/cm² avec une formule), on avait des Kipp and Zonen avait mais ça coûte une fortune malheureusement...

Voilà, si ça peut aider

Modifié 21 juin 2022 par sylvainmeteo

[AnthonyStorm]

Bonjour, 

 

On a constaté un problème de ce style à la VP2 d'Amiens - UPJV St-Leu, qui relevait avec son premier capteur beaucoup trop de rayonnement (surestimation d'environ 300 à 400 W/m2), qui a dû être changé, et dont le nouveau semble lui être un tout petit poil trop bas. 

En ciel 100% clair pas de soucis car les valeurs passent quand même le seuil de rayonnement modélisé par IC, mais dès qu'il y a un tout léger voile (qui ne doit normalement pas faire passer en dessous du seuil), et bien celle de St-Leu passe en dessous quand même. 

Je ne sais pas si il y a une conséquence sur la durée d'ensoleillement car je n'ai pas trop fait attention à ce détail, mais c'est vrai que les pyranomètres pas parfaitement calibrés, c'est une grosse histoire. 

[sylvainmeteo]

Après ce que je fais c'est quand je vois que le pyrano sous estime un peu, je le penche volontairement un peu vers le sud l'assiette, à contrario, s'il surestime, je le penche volontairement un peu vers le nord, c'est un peu du bidouillage, mais j'ai pas trouvé d'autre solution, car les aller retour de colis en Autriche c'est un peu casse pieds x)

[jackT]

il y a une heure, sylvainmeteo a dit :

Après ce que je fais c'est quand je vois que le pyrano sous estime un peu, je le penche volontairement un peu vers le sud l'assiette, à contrario, s'il surestime, je le penche volontairement un peu vers le nord, c'est un peu du bidouillage, mais j'ai pas trouvé d'autre solution, car les aller retour de colis en Autriche c'est un peu casse pieds x)

Désolé, mais tu "bidouilles"  pour avoir ce que tu veux !

 

Si on veut mesurer avec le pyrano de Davis une bonne mesure de radiation solaire, on doit s'assurer que le pyrano est bien horizontal (d'ailleurs, suite au début de  cette discussion j'ai remarqué que le miens ne l'était pas et  c'est corrigé aujourd'hui!!!)

 

Le calcul du temps d'ensoleillement n'est pas une mesure absolue. Il dépend de calculs fait selon un algorithme X ou Y  qui sont ce qu'il sont, mais qui ne correspondent pas forcément à la sensibilité du pyromètre ( vieillissant ou pas) au cours des saisons (voici dessus). 

Dans ce cas , mieux vaut garder son pyranomètre bien horizontal et  éventuellement adapter les formules de calcul d'ensoleillement

 

 

 

Modifié 21 juin 2022 par jackT

[Philou_13]

Merci pour vos retours.

Ca confirme ce que je pensais, bien des pyranomètres du réseau sous estiment l'ensoleillement en période estivale. Ce qui me fait dire que cela ne vient peut-être pas du miens, j'ai du mal à croire que tous ne dérivent vers le bas au bout de quelques années de fonctionnement 😐 

La fiche technique mentionne une étendue de mesure de 0 à 1800 W/m². Je trouve étonnant qu'il n'atteigne même pas 900W/m² lors d'une belle journée sans nuages en plein moi de juin/juillet (50% de l'EM). Cette valeur peut par contre être dépassée lors de passages nuageux (rayonnement direct + diffus).

 

@jackTCe que j'ai du mal à comprendre, c'est que pas tout les pyranomètres du réseau ne sont pas atteints pas ce "mal", ce qui veut dire qu'il faudrait appliquer des coefficients variables au calcul en fonction de l'état du capteur.

 

L'idée que j'ai en tête étant donné que je n'ai pas de pyranomètre de référence (j'entends par là un neuf) était de mettre le pyranomètre en plein soleil, idéalement entre 12h et 14h, la où les valeurs sont les plus élevées, puis noter la valeur. Tourner à peine le potentiomètre de réglage, et attendre le rafraichissement des données, etc, jusqu'à dépasser légèrement le seuil du calcul de l'algorithme. 

Je sais, ce n'est pas du travail de laboratoire, mais cela pourrait me permettre de me rapprocher de la "vraie" valeur d'ensoleillement du coin.

 

Si vous avez d'autres idées, je prends 

[jackT]

Il y a 4 heures, Philou_13 a dit :

 

@jackTCe que j'ai du mal à comprendre, c'est que pas tout les pyranomètres du réseau ne sont pas atteints pas ce "mal", ce qui veut dire qu'il faudrait appliquer des coefficients variables au calcul en fonction de l'état du capteur.

 

Sans aller jusque là, je pense qu'un bon compromis pourrait être trouvé en appliquant  un coefficient mensuel (différent pour chaque mois de l'année) mais identique pour toutes les stations.

De nouveau, la formule utilisée est complètement aveugle concernant les troubles atmosphériques  qui peuvent être bien différents selon les endroits et varier au cours du temps . 

 

En cas de passage nuageux, la radiation solaire chute de manière assez brutale, et à moins d'avoir un seuil d'ensoleillement calculé particulièrement bas, cette chute sera donc détectée

Reste le cas limite d'un voile nuageux, qui fera baisser légèrement la valeur de radiation solaire, mais sans forcément vouloir dire qu'il n'y a plus d'ensoleillement.  Cela dépend du critère choisi pour décider quand on peut considérer qu'il n'y a plus d'ensoleillement...

Par exemple, pour aujourd'hui avec les mesures de ma station : il y a par moment des passages nuageux, on les voit bien avec des chutes brusque, suivies parfois d'un "rebond" dû à la reflexion d'une partie du rayonnement par les nuages. 

Par contre , entre 12h et 15h, il y eu des légers voiles nuageux, durant lesquels la plupart du temps les ombres étaient pourtant clairement visibles.

 

Graphique infoclimat ( 1h40 d'ensolleiement calculé), bien trop bas par rapport à l'ensoleillement effectivement constaté :

climat :

 

Graphique avec seuil réduit de 8%.  (seuil x 0.92) tel que calculé par mon logiciel (5h33 de temps d'ensoleillement) :

 

Pour le reste, c'est en fonction de chacun. Soit on considère que le calcul du seuil est la référence, et tant pis si beaucoup de pyranomètres sont en dessous du seuil même par plein soleil, soit on essaie d'adapter comme on peut le calcul du seuil d'ensoleillement pour qu'il soit plus représentatif de ce qui est observé.

 

 

J'imagine (merci à l'équipe d'Infoclimat de confirmer) que la formule de calcul qui était dans le fichier excel  "insolation-xaria" communiquée par @ChristianP est celle qui est appliquée pour les stations StatIc. C'est en tous cas celle que j'utilise sur mon site pour ma station, corrigée par un coefficient.

Lorsque qu'on avait  ajouté cette formule pour ce calcul du temps d'ensoleillement des  stations de ROMMA, c'était en été, on s'est très vite aperçu qu'un certain nombre de stations étaient en dessous du seuil par temps ensoleillé, et on avait initialement baissé le seuil de 15%, pour ensuite le réajuster à -10%.

 

 

Modifié 21 juin 2022 par jackT

[Hiigaraa]

Je me rend compte que j'ai le même problème que JackT et qu'a Mions ou Sologny. C'est à dire que le matin et le soir c'est plutôt conforme à la prédiction en terme d'ensoleillement mais vers midi solaire (+- 1h30) j'ai des valeurs qui sont plus faibles que la prédiction.

Je ne pense pas que tilter le capteur vers le sud soit la bonne solution.

 

 

Ceci dit globalement j'ai l'impression que c'est plus ou moins la même vision partout et qu'un simple coefficient multiplicateur a été ajouté pour Lyon 7 par exemple.

Je devrais essayer de le faire dans Weewx (enfin mon intérêt est plutôt d'avoir des valeurs vraies d'ensoleillement qu'une bidouille mathématique)

[Sebaas]

Il y a 17 heures, jackT a dit :

J'imagine (merci à l'équipe d'Infoclimat de confirmer) que la formule de calcul qui était dans le fichier excel  "insolation-xaria" communiquée par @ChristianP est celle qui est appliquée pour les stations StatIc. C'est en tous cas celle que j'utilise sur mon site pour ma station, corrigée par un coefficient.

Lorsque qu'on avait  ajouté cette formule pour ce calcul du temps d'ensoleillement des  stations de ROMMA, c'était en été, on s'est très vite aperçu qu'un certain nombre de stations étaient en dessous du seuil par temps ensoleillé, et on avait initialement baissé le seuil de 15%, pour ensuite le réajuster à -10%.

 

C'est bien la formule de @ChristianP qui a été reprise dans le calcul sur IC. On pourrait évidement l'ajuster aujourd'hui , mais cela supposerait de refaire tous les calculs sur les données archivées pour conserver une cohérence temporelle des séries de données, et là je pense que @Fred59_ est déjà en PLS...

[jackT]

il y a 35 minutes, Sebaas a dit :

 

C'est bien la formule de @ChristianP qui a été reprise dans le calcul sur IC. On pourrait évidement l'ajuster aujourd'hui , mais cela supposerait de refaire tous les calculs sur les données archivées pour conserver une cohérence temporelle des séries de données, et là je pense que @Fred59_ est déjà en PLS...

OK, je comprends bien le problème d'un éventuel ajustement à faire sur les données passées.

Mais finalement quel est l'intérêt en absolu et en terme de paramètre météo dérivé,  de garder une formule qui en été sous-estime le temps d'ensoleillement pour une proportion non négligeables du parc des stations StatIc  équipées de pyranomètre ?   

[jackT]

C'est comme par exemple pour un pluviomètre : on s'aperçoit , à un moment donné, que le pluviomètre est depuis un certain temps mal calibré. Doit-on garder la mauvaise calibration pour conserver une cohérence temporelle ou bien doit-on le recalibrer?

Modifié 22 juin 2022 par jackT

[Fred59_]

il y a une heure, jackT a dit :

OK, je comprends bien le problème d'un éventuel ajustement à faire sur les données passées.

Mais finalement quel est l'intérêt en absolu et en terme de paramètre météo dérivé,  de garder une formule qui en été sous-estime le temps d'ensoleillement pour une proportion non négligeables du parc des stations StatIc  équipées de pyranomètre ?   

 

Merci pour la vigilance sur l'algo de calcul. L'objectif n'est pas d'avoir une valeur absolue "vraie" de l'ensoleillement (il y a toujours débat dans la communauté sur ce que l'on doit considérer comme une minute ensoleillée !), mais a minima de pouvoir comparer l'évolution dans le temps de telle ou telle station en particulier (dès lors, si l'algorithme n'est pas parfait, ce n'est pas grave du moment qu'il n'évolue pas dans le temps).

Malgré tout, il est évidemment beaucoup mieux d'avoir un calcul plus juste ! Dès lors, si vous avez la nouvelle formule, j'essaierai de l'implémenter au plus vite (en recalculant bien toutes les archives et toutes les cartes en effet, comme le signale Sebaas, pour garder la cohérence), mais je dois dire qu'en ce moment j'ai beaucoup beaucoup de mal à faire la moindre ligne de code, entre la préparation des activités pour l'accélérateur d'initiatives citoyennes avec les différents services publics et un discours devant le ministre a préparer (5 visios la semaine dernière a midi ou le soir...), la préparation de l'embauche de notre futur salarié qui arrive le 11 juillet et pour qui je vais déjà poser 7 jours de congés, continuer de maintenir le site IC, et ma vie perso (j'ai un boulot et une famille), je dois dire que la problématique de l'ensoleillement est malheureusement bien loin dans les priorités pour le moment, je ne garantis pas donc de délai

[jackT]

Concernant  la formule de calcul du seuil  ( voir https://forums.infoclimat.fr/f/topic/13156-calcul-de-lensoleillement-avec-weatherlink/?do=findComment&comment=2372320), l

function est_ensoleille($longitude,$latitude,$jour,$mois,$annee,$heure,$minute,$temp,$radiation){    
	$a=0.73;    
	$b=0.06;
    
	$timestamp = mktime($heure,$minute,0,$mois,$jour,$annee);    
	$dayofyear = date("z",$timestamp);    
	$theta = 360*$dayofyear/365;    
	$equatemps =0.0172+0.4281*cos((pi()/180)*($theta))-7.3515*sin((pi()/180)*($theta))-3.3495*cos(2*(pi()/180)*($theta))-9.3619*sin(2*(pi()/180)*($theta));    
	$corrtemps = $longitude*4;    
	$declinaison=asin(0.006918-0.399912*cos((pi()/180)*($theta))+0.070257*sin((pi()/180)*($theta))-0.006758*cos(2*(pi()/180)*($theta))+0.000908*sin(2*(pi()/180)*($theta)))*(180/pi());    
	$minutesjour = $utcdate['heure']*60+$utcdate['minute'];    
	$tempsolaire = ($minutesjour+$corrtemps+$equatemps)/60;    
	$angle_horaire =($tempsolaire-12)*15;    
	$hauteur_soleil=asin(sin((pi()/180)*($latitude))*sin((pi()/180)*($declinaison))+cos((pi()/180)*($latitude))*cos((pi()/180)*($declinaison))*cos((pi()/180)*($angle_horaire)))*(180/pi());    
	if ($hauteur_soleil > 3) {       
//******** calcul du seuil		
	$seuil =($a+$b*cos((pi()/180)*360*$dayofyear/365))*1080*pow((sin(pi()/180)*$hauteur_soleil),1.25);  
//********
		$mesure= ((($temp*1-25)* (-0.0012)*$radiation)+$radiation);        
	if ($mesure > $seuil) return true;  else return false;    } else return false;}

 

 

 

 Ia partie importante qui calcule le seuil est  est la ligne

 

$seuil = ($a+$b*cos((pi()/180)*360*$dayofyear/365))*1080*pow((sin(pi()/180)*$hauteur soleil),1.25);

 

avec en bleu la partie qui détermine (selon le jour de l'année) un index de radiation directe théorique, et en rouge le facteur qui prend en compte l'angle du soleil (selon l'heure, la date , la latitude et longitude).

C'est la partie bleue qui semble poser problème, car bien qu'elle calcule un index de radiation directe qui est plus bas en été qu'en hiver ( pour s'adapter aux réponses du pyranomètre Davis), ce n'est pas suffisant et cela entraîne une surestimation du seuil l'été et une sous-estimation en hiver.

 

Sur la base des données historiques de ma station, voici une formule qui semble convenir en toute saison , avec de nouveaux paramètres pour le calcul de la radiation directe théorique:

 

$a=0.97;

$b=0.20;

$seuil = ($a+$b*cos((pi()/180)*360*$dayofyear/365))*830*pow((sin(pi()/180)*$hauteur soleil),1.25);

 

Comparé à l'ancienne formule, l'index de radiation théorique directe est plus basse en été et plus haute en hiver, corrigeant ainsi les problèmes observés :

Donc pour un jour de juin,

la formule actuelle, avec un seuil maximum de 891 W/m2 : 

 

 

et la nouvelle, avec un seuil max de 808 W/m2:

 

ET en hiver, la formule actuelle : seuil max de 302 W/m2

 

et la nouvelle , avec seuil max de 350 W/m2 :

 

 

Finalement, une autre alternative est de réduire de 5 à 10% la valeur du seuil calculé. Cela évite une surestimation du seuil en été, mais par contre cela va aussi rabaisser la valeur du seuil en hiver.

 

 

EDIT : je m'était trompé de la valeur de deux paramètres.  Les bons sont maintenant indiqués ci-dessus !

Modifié 23 juin 2022 par jackT
corrections paramètres et orthographe!

[Philou_13]

Merci pour vos réponses très intéressantes.

@jackT: ton alternative fonctionne, mais dans ce cas de figure, on s'arrange à modifier le calcul d'ensoleillement théorique pour le faire coller aux valeurs pyranomètre. J'ignore l'historique de ce calcul théorique, mais visiblement, il existe depuis plusieurs années et à l'air de donner satisfaction dans la majorité des cas non?

 

Je pense personnellement qu'il faudrait plutôt procéder à une calibration du pyranomètre (comme on le fait pour le pluvio) annuellement, au mois de juin vers midi solaire. 

Le problème, c'est que c'est assez chiant. Je l'ai fais hier, je m'explique:

 

J'ai donc démonté le pyranomètre pour avoir accès à une minuscule vis de réglage. J'ai vissé quart de tour par quart de tour jusqu'à viser des valeurs environ 10% plus élevées que ce que j'avais (je plafonnais à 850W/m², la valeur maxi de l'enveloppe à cette période est de 903W/m²). Le truc pénible, c'est que la fréquence de rafraichissement des valeurs sur la console est de 2 minutes, donc fastidieux à faire. J'ai finalement tourné le potentiomètre de presque un tour vers la droite. J'ai remonté le tout (penser à mettre un peu de graisse silicone sur le joint torique au remontage du capteur). Plus qu'à attendre une ou plusieurs journées bien ensoleillées pour voir ce que cela donne in situ, et réajuster le potentiomètre si nécessaire.

 

Au passage, je ne sais pas si le capteur UV fonctionne de concert avec le pyranomètre, mais j'ai l'impression que les valeurs d'index UV sont plus élevées depuis que j'ai fais la manip, à confirmer sur plusieurs jours ensoleillés donc.

 

 

 

[jackT]

@Philou_13 : la formule du calcul du seuil (partiellement empirique) ne peut être qu'une approximation, mais si elle est bien ajustée, elle permet de bonnes estimations du temps d'ensoleillement. La formule actuelle fonctionne bien, sauf ce problème de seuil trop haut surtout en juin et juillet pour un bon nombre de stations.

 

Concernant une calibration du pyrano, si on est sûr d'avoir les données quelques stations avec des pyranos fraichement calibrés dans les règles de l'art, en comparaison avec une mesure de référence reconnue comme exacte, cela permettrait effectivement de gauger correctement la qualité de la formule.

 

Modifier "à l'aveugle" une calibration d'un pyrano revient au même que de modifier des paramètres de calcul du seuil pour arriver à ce qu'on veut. Ce n'est pas parce que la formule donne un seuil de 903 W/m2 que cela signifie que la radiation solaire est effectivement à 903 W/m2 et que le pyrano doit être ajusté sur cette valeur.

Modifié 23 juin 2022 par jackT

[jackT]

Si on estime que le calcul actuel du seuil est correct en hiver et qu'il n'est pas nécessaire de le changer, il faut dans ce cas juste baisser un peu le seuil en été.

 

Dans ce cas :

 

$a=0.7;

$b=0.09;

$seuil = ($a+$b*cos((pi()/180)*360*$dayofyear/365))*1080*pow((sin(pi()/180)*$hauteur soleil),1.25);