Ensoleilleurs (Héliographes) : Mesure de la durée d'ensoleillement quotidien
Un ensoleilleur (historiquement appelé héliographe — à ne pas confondre avec le dispositif de signalisation optique) mesure la durée d'ensoleillement brillant à un lieu, pas l'intensité solaire. Il enregistre les périodes où l'irradiance solaire directe dépasse un seuil (typiquement 120-200 W/m²), indiquant « soleil brillant » vs rayonnement diffus du ciel.
Ensoleilleur classique Campbell-Stokes (1853)
- Principe : Sphère verre (10 cm diamètre) agit comme lentille brûlante, concentrant lumière solaire sur bande cartonnée graduée maintenue dans bol sphérique.
- Fonctionnement : Rayons soleil brûlent trace sur carte. Longueur trace ∝ durée ensoleillement brillant.
- Cartes : Trois formes selon saisons : longue (été), courte (hiver), courbe (équinoxe). Changées quotidiennement au coucher soleil.
- Lecture : Mesurer longueur trace brûlée contre graduations horaires. Interprétation humaine introduit subjectivité.
- Limites : Surestime par temps brumeux ; rate soleil faible ; changement carte quotidien manuel ; pas sortie numérique.
Ensoleilleurs électroniques modernes
- Basés pyranomètre : Capteur thermopile ou photodiode avec anneau/boule ombrage pour isoler rayon direct. Algorithme seuil (ex : >120 W/m² irradiance normale directe) journalise secondes ensoleillement.
- Radiomètre à bande d'ombre rotative (RSR) : Alterne mesures ombragée/non-ombragée pour séparer composantes directe/diffuse.
- Sortie numérique : RS-232/485, USB, Ethernet, LoRa, cellulaire. Intègre stations météo (Campbell Scientific, Vaisala, Kipp & Zonen, Delta-T).
- Conformité OMM : ISO 9060 / OMM No. 8 standards pour classification « durée ensoleillement » (Classe A/B/C).
Applications
- Réseaux météorologiques (climatologie, normales climatiques)
- Évaluation ressource solaire (modélisation rendement PV)
- Agriculture (modélisation cultures, évapotranspiration)
- Conception bâtiment (éclairage naturel, solaire passif)
- Tourisme/santé (corrélation index UV)
Distinction clé
Durée ensoleillement (heures soleil direct) ≠ Irradiance solaire (W/m², mesurée par pyranomètre/pyrhéliomètre) ≠ Irradiance Globale Horizontale (IGH) (rayonnement total ciel sur plan horizontal). Chacun sert besoins analytiques différents.