Simulateur d’ensoleillement : trajectoire et hauteur du soleil.

Utiliser le simulateur d’ensoleillement

Choisissez une ville de France dans la liste ou saisissez des coordonnées, puis une date. Le simulateur calcule heure par heure la position du soleil et affiche le lever et le coucher en heure légale de Paris, la durée du jour et la hauteur maximale à midi solaire. Indiquez enfin la hauteur d’un obstacle (maison voisine, haie, arbre) pour obtenir la longueur de son ombre à midi. Le graphique trace la course du soleil sur la journée.

Hauteur du soleil et azimut : la méthode de calcul

Deux angles situent le soleil :

• la hauteur (ou élévation) : angle entre le soleil et l’horizon, nul au lever et maximal à midi solaire ;
• l’azimut : direction du soleil mesurée depuis le nord, dans le sens des aiguilles d’une montre. 90° correspond à l’est, 180° au plein sud, 270° à l’ouest.

Le calcul suit l’algorithme astronomique simplifié de la NOAA : déclinaison du soleil (entre −23,44° et +23,44° selon la saison), équation du temps, puis angle horaire. À midi solaire, la formule se simplifie : hauteur max = 90° − latitude + déclinaison. L’ombre d’un obstacle de hauteur h vaut ombre = h / tan(hauteur) ; à midi solaire, elle est la plus courte de la journée et pointe vers le nord. Attention, midi solaire ne tombe pas à 12 h : à Toulouse, il survient vers 12 h 50 le 21 décembre et vers 13 h 55 le 21 juin, en heure légale.

Exemple à Toulouse : solstice d’hiver et solstice d’été

Valeurs par défaut : Toulouse (43,6047° N ; 1,4442° E), le 21 décembre, obstacle de 6 m.

• Au solstice d’hiver, la déclinaison vaut environ −23,44° : hauteur max ≈ 90 − 43,6 − 23,44 ≈ 23,0°.
• Ombre à midi solaire ≈ 6 / tan(22,96°) ≈ 14,2 m.
• Au 21 juin, la hauteur maximale atteint environ 69,8° ; l’ombre du même obstacle tombe à 2,2 m environ.
• Aux équinoxes, la hauteur max avoisine 90 − 43,6 ≈ 46,4°, pour une ombre d’environ 5,7 m.

En hiver, le soleil se lève au sud-est (azimut voisin de 122°) et se couche au sud-ouest ; en été, il se lève au nord-est (vers 56°) et se couche au nord-ouest. La trajectoire du soleil s’allonge et s’élève donc fortement entre décembre et juin.

Ordres de grandeur en France métropolitaine

Ville	Latitude	Hauteur max au 21 décembre	Hauteur max au 21 juin
Dunkerque	51,0° N	≈ 15,5°	≈ 62,4°
Paris	48,9° N	≈ 17,7°	≈ 64,6°
Lyon	45,8° N	≈ 20,8°	≈ 67,7°
Toulouse	43,6° N	≈ 23,0°	≈ 69,8°
Perpignan	42,7° N	≈ 23,9°	≈ 70,7°

Partout en France, le soleil d’hiver reste bas : les masques (immeubles, relief, arbres persistants) pèsent lourd en décembre.

Orientation d’une maison et protections solaires

Connaître l’orientation du soleil au fil de l’année permet d’optimiser l’ensoleillement d’une maison dès l’esquisse.

• Séjour au sud : le soleil bas d’hiver pénètre profondément dans les pièces et apporte des gains gratuits, en complément d’une enveloppe bien isolée (voir le calcul de résistance thermique) ; le soleil haut d’été se maîtrise par un simple débord.
• Protéger l’ouest : en fin d’après-midi d’été, le soleil est bas et frappe les baies presque de face. Une casquette horizontale y est peu efficace : préférez volets, brise-soleil verticaux ou végétation à feuilles caduques.
• Dimensionner une casquette : pour ombrer à midi solaire une baie sud dont l’appui est à 2,20 m sous le débord, il faut à Toulouse environ 2,20 / tan(69,8°) ≈ 0,81 m au solstice d’été. Le 21 décembre, ce débord n’ombre que les 34 cm supérieurs : le soleil d’hiver passe dessous. Les chaleurs de fin d’été, avec un soleil déjà plus bas, justifient un débord un peu plus long.
• Anticiper les ombres : reportez la longueur d’ombre calculée sur le plan de masse avec le convertisseur d’échelle de plan. Le calcul suppose un horizon dégagé : le relief proche peut retarder le lever ou avancer le coucher.