Comment faire une étude d'ensoleillement de mon logement ?
Une étude d'ensoleillement utile exige cinq informations : la position de l'adresse, l'orientation nord de la maison, l'emplacement des fenêtres, ce qui fait de l'ombre dehors — et quatre dates sur lesquelles calculer.
Réponse courte : une étude d'ensoleillement d'un logement se fait en cinq étapes : trouvez la latitude de l'adresse, mesurez l'orientation nord de la maison en degrés, notez dans quel mur se trouve chaque fenêtre, mesurez l'angle d'ombre de ce qui se trouve dehors, puis calculez la hauteur et la direction du soleil pour quatre dates — le 21 décembre, les équinoxes de mars et de septembre, et le 21 juin. La hauteur du soleil en milieu de journée est 90° − latitude + déclinaison, et l'angle d'ombre extérieur est arctan(hauteur ÷ distance). Si l'angle d'ombre dépasse la hauteur du soleil, il n'y a pas de soleil.
Ce à quoi une étude d'ensoleillement doit répondre
Une étude d'ensoleillement n'est pas une jolie image de la maison à contre-jour. C'est la réponse à une question concrète : quand le soleil frappe-t-il cette fenêtre, et qu'est-ce qui lui fait obstacle ? Tout ce qui ne contribue pas à cette réponse n'est que décoration.
Ce qui est appréciable dans cette question, c'est que la moitié peut être calculée de façon exacte. La position du soleil au-dessus d'une adresse donnée, à une date et une heure données, est de la pure astronomie, sans incertitude. L'autre moitié — l'orientation de la maison et ce qui fait de l'ombre — vous devez la mesurer vous-même, et c'est là qu'une étude d'ensoleillement se joue.
Étape 1 : trouvez la latitude de l'adresse
La latitude détermine la hauteur du soleil, et elle se trouve en cherchant l'adresse sur une carte et en relevant les coordonnées — la méthode est la même quel que soit le pays où se trouve le logement. Quelques degrés font une différence : un pays comme la France s'étend d'environ 42,3° nord en Corse à environ 51° nord à Dunkerque, et ces neuf degrés déplacent la hauteur du soleil de neuf degrés toute l'année. Si vous ne connaissez pas les coordonnées exactes de l'adresse, utilisez la latitude de la grande ville la plus proche.
Étape 2 : mesurez l'orientation nord de la maison en degrés
L'orientation nord est le chiffre sur lequel repose toute l'étude d'ensoleillement, et c'est aussi celui que l'on devine le plus souvent au hasard. Il existe quatre méthodes, et vous devriez en utiliser au moins deux, pour qu'elles se contrôlent mutuellement :
- La flèche de nord sur le plan. Rappelez-vous que la flèche pointe rarement tout droit vers le haut — c'est la flèche qui fait foi, pas le bord de la page.
- Une carte ou une photo aérienne orientée nord en haut. Relevez l'angle entre l'axe longitudinal de la maison et la verticale de la carte.
- La boussole du téléphone plaquée contre un mur extérieur. Restez à distance du béton armé, des radiateurs et des coques magnétiques, et relevez un chiffre en degrés, pas un point cardinal.
- L'ombre au midi solaire. Les ombres pointent plein nord quand le soleil est au sud — autour de midi en heure d'hiver, 13 h en heure d'été, décalé d'environ 4 minutes par degré de longitude à l'ouest du méridien de référence.
Notez le résultat avec précision : « la façade côté jardin donne à 155° » ou « le haut du plan pointe à 23° à l'est du nord ». Les directions se mesurent depuis le nord et dans le sens horaire : nord 0°, est 90°, sud 180°, ouest 270°.
Étape 3 : notez les fenêtres
Pour chaque pièce de vie, notez pour chaque fenêtre : dans quel mur elle se trouve, combien de mètres carrés de vitrage elle représente, à quelle hauteur son sommet se trouve au-dessus du sol, et si elle est verticale ou inclinée.
L'inclinaison compte plus qu'on ne le pense généralement. Une fenêtre sud verticale reçoit le plus de soleil en hiver, parce que le soleil bas frappe le vitrage presque perpendiculairement — la proportion suit cos(hauteur du soleil), soit cos(18°) = 0,95 en hiver contre cos(65°) = 0,42 en été. Une fenêtre de toit horizontale fait l'exact opposé : la proportion suit sin(hauteur du soleil), soit sin(65°) = 0,91 en été contre sin(18°) = 0,31 en hiver. Même surface vitrée, profil saisonnier inverse.
Étape 4 : mesurez l'angle d'ombre de ce qui se trouve dehors
C'est l'étape qui distingue une étude d'ensoleillement d'une estimation. Depuis chaque fenêtre, mesurez ou estimez la hauteur de ce qui se dresse dans la direction vers laquelle donne la fenêtre.
angle d'ombre = arctan(hauteur ÷ distance)
Exemple : la maison du voisin fait 8 mètres jusqu'au faîtage et se trouve à 20 mètres au sud de la fenêtre du séjour. 8 ÷ 20 = 0,4, et arctan(0,4) = 21,8°.
Deux corrections rendent le chiffre plus fidèle. Soustrayez la hauteur de la fenêtre au-dessus du terrain de la hauteur de l'objet — si vous regardez par une fenêtre à 1,5 mètre du sol, seuls 6,5 mètres de la maison voisine dépassent votre hauteur d'yeux. Et ajoutez la différence de niveau du terrain si le terrain du voisin est plus haut que le vôtre.
Estimation des hauteurs : un étage fait typiquement environ 3 mètres, un toit à deux pans en ajoute 2 à 3, une haie ordinaire 1,5 à 2 mètres, un arbre feuillu adulte dans un jardin pavillonnaire 10 à 15 mètres.
Étape 5 : calculez la hauteur du soleil pour quatre dates
Quatre dates couvrent toute l'année, car le soleil se déplace de façon symétrique autour d'elles :
hauteur du soleil en milieu de journée = 90° − latitude + déclinaison
- 21 décembre, déclinaison −23,4°. Pour 48,9° nord : 90 − 48,9 − 23,4 = 17,7°
- 20 mars et 22 septembre, déclinaison 0° : 90 − 48,9 = 41,1°
- 21 juin, déclinaison +23,4° : 90 − 48,9 + 23,4 = 64,5°
Comparez ensuite avec les angles d'ombre de l'étape 4. Dans l'exemple avec un angle d'ombre de 21,8°, le séjour reçoit du soleil en milieu de journée depuis l'équinoxe et jusqu'à l'été, mais aucun soleil en milieu de journée en décembre, janvier et une partie de février et novembre.
Si vous voulez aussi savoir à quelle heure de la journée, rappelez-vous que le soleil ne se lève pas à l'est. La direction au lever se trouve par cos(azimut) = sin(déclinaison) ÷ cos(latitude). Pour 48,9° nord, cela donne environ 53° (nord-est) au solstice d'été et environ 127° (sud-est) au solstice d'hiver. En été, le soleil balaie donc tout le trajet du nord-est jusqu'au sud puis au nord-ouest ; en hiver, il reste dans le quart de cercle sud.
Les erreurs qui ruinent une étude d'ensoleillement
- Orientation nord devinée. La plus fréquente et la pire. Une maison décalée de 20 à 90 degrés donne une étude d'ensoleillement qui a l'air correcte et se trompe de bout en bout.
- Uniquement l'été. Tous les logements ont l'air bien en juin. Comptez toujours décembre.
- Horizon oublié. Une étude d'ensoleillement sans les bâtiments voisins et les arbres montre une maison sur un terrain vide, pas sur la parcelle réelle.
- Midi confondu avec le midi solaire. En heure d'été, le soleil est au sud vers 13 h, plus 10 à 26 minutes selon votre position à l'ouest dans le pays.
- Arbres à feuilles caduques jugés en février. Seulement des branches en hiver, un écran dense de mai à octobre.
Une étude d'ensoleillement avec un outil, plutôt qu'à la main
Les calculs de hauteur solaire et d'angle d'ombre peuvent être faits à la calculatrice lors d'une visite, et cela suffit souvent pour trancher un achat. S'il faut le faire pour tout le logement, pièce par pièce et heure par heure, un outil qui connaît la géométrie de la maison facilite les choses.
Dans HouseSense, les pièces sont mesurées en scannant le logement avec le LiDAR de l'iPhone ou en le dessinant à l'échelle, après quoi le logement est placé sur la carte, de sorte que position et orientation nord soient définies. Le modèle 3D montre ensuite l'ensoleillement réellement calculé pour une date et une heure que vous choisissez vous-même. Cela ne vous dispense pas de l'étape 4 : ce qui se trouve hors de la parcelle, vous devez toujours l'observer vous-même.