Pourquoi le logement paraît-il sombre en hiver, alors que les fenêtres sont les mêmes ?
Les fenêtres sont les mêmes, mais pas la lumière du jour : la journée dure environ huit heures, le soleil culmine à moins de 18 degrés, et un ciel d'hiver couvert ne délivre qu'une fraction de l'intensité lumineuse de l'été.
En bref : le logement paraît plus sombre en hiver pour quatre raisons qui se cumulent : la journée dure environ 8 heures contre près de 16 en été, le soleil ne monte qu’à environ 17,7° au-dessus de l’horizon au lieu de 64,5°, la lumière solaire traverse beaucoup plus d’atmosphère à basse hauteur, et un ciel couvert ne délivre qu’une fraction de l’intensité lumineuse d’un ciel d’été dégagé. Les fenêtres sont les mêmes — ce qui fournit la lumière ne l’est pas.
1. La journée dure environ deux fois moins longtemps
La durée du jour se calcule par cos(angle horaire) = −tan(latitude) × tan(déclinaison), la journée durant ensuite 2 × angle horaire ÷ 15 heures.
Pour Paris, à 48,9° nord, au solstice d’hiver : tan(48,9°) = 1,144, tan(−23,4°) = −0,433, le produit avec son signe donne 0,495, soit un angle horaire de 60,3° et une journée de 8,0 heures. Le même calcul au solstice d’été donne 16,0 heures.
La journée d’hiver ne fait donc qu’environ la moitié de la journée d’été. Et elle est symétrique autour du midi solaire, c’est-à-dire le moment où le soleil est au plus haut. Si ce midi solaire tombe vers 12 h, le soleil se lève vers 8 h et se couche déjà vers 16 h. Pour la plupart des gens, cela signifie quitter le logement dans la pénombre et y rentrer dans la pénombre — et que le peu de lumière du jour que reçoit le logement tombe pendant que personne n’est chez soi.
2. Le soleil culmine bien plus bas
La hauteur du soleil à midi se calcule par 90° − latitude + déclinaison. Pour 48,9° nord : 90 − 48,9 + 23,4 = 64,5° au solstice d’été, et 90 − 48,9 − 23,4 = 17,7° au solstice d’hiver — près de 3,6 fois plus bas.
La conséquence à l’intérieur est double. D’un côté, le soleil bas de l’hiver pénètre profondément dans la pièce et frappe une vitre orientée au sud presque perpendiculairement. Chaque heure de ciel dégagé apporte donc plus de lumière à travers une fenêtre sud en hiver qu’en été, où le soleil frappe le verre vertical en biais. Mais la journée d’hiver est courte, et le ciel y est plus rarement dégagé, si bien que sur un mois entier, le total reste malgré tout plus faible. De l’autre côté, ce soleil bas est arrêté par presque tout : les ombres mesurent hauteur ÷ tan(17,7°) = hauteur × 3,13, si bien qu’une maison voisine de 8 mètres de haut projette une ombre de 25 mètres, et qu’une haie de 1,8 mètre ombrage 5,6 mètres du jardin.
En été, quand le soleil culmine à 64,5°, cette même haie ne projette qu’une ombre d’environ 0,9 mètre. C’est pour cela qu’un terrain peut sembler dégagé en juillet et enfermé en novembre, sans que rien n’ait été construit.
3. La lumière traverse davantage d’atmosphère
Quand le soleil est bas, ses rayons traversent l’atmosphère en biais et parcourent un trajet bien plus long qu’à midi en été. Cela disperse et atténue la lumière — le même mécanisme qui rend le soleil rouge au coucher.
Le soleil d’hiver est donc à la fois plus bas et plus faible par rayon. Cela rend la lumière plus chaude en couleur et plus douce sur les bords — belle, mais nettement moins puissante que le même soleil haut dans le ciel.
4. Le ciel est souvent gris — et un ciel gris est bien plus faible
La majeure partie de la lumière du jour dans un logement sous nos latitudes ne vient pas du disque solaire, mais du ciel lui-même. Et ce que délivre le ciel varie énormément. En ordre de grandeur : l’éclairement extérieur par une journée d’été dégagée se compte en dizaines de milliers de lux et peut atteindre environ 100 000 lux en plein soleil, tandis qu’une journée d’hiver très couverte peut tomber autour de quelques milliers de lux seulement. À l’intérieur, à quelques mètres de la fenêtre, il ne reste plus qu’un faible pourcentage du niveau extérieur.
À titre de comparaison, un éclairage artificiel domestique ordinaire fournit typiquement entre 100 et 300 lux. Cela explique le paradoxe : une journée d’hiver couverte peut rester, dehors, bien plus lumineuse que la lampe du séjour, mais à l’intérieur il en reste si peu qu’on allume la lumière à 14 h — et que la pièce paraît grise, même quand on ne le fait pas.
Que faire face à cela
- Dégagez les fenêtres orientées au sud. Le sud est le seul point cardinal qui apporte du soleil direct en décembre. Déplacez ce qui se trouve devant : un carport, une haie haute, une terrasse couverte, un auvent. Une haie ramenée de 1,8 à 1,2 mètre raccourcit l’ombre hivernale d’environ 5,6 à 3,8 mètres.
- Dégagez complètement les rideaux du vitrage. Une tringle plus large que la fenêtre, et le store entièrement relevé. Un rideau qui couvre un quart de la vitre toute la journée coûte un quart de la lumière du jour hivernale.
- Des surfaces claires, dehors comme dedans. Quand le soleil direct est rare, la lumière réfléchie compte davantage. Un plafond blanc, des murs clairs et une surface claire à l’extérieur de la fenêtre font entrer sensiblement plus de lumière du jour dans la pièce que des surfaces sombres.
- Relevez le haut de la fenêtre, en cas de rénovation. La lumière du jour pénètre grossièrement dans la pièce sur une distance de 2 à 2,5 fois la hauteur entre le sol et le haut de la fenêtre. Une imposte ou un dormant plus haut porte plus loin qu’une fenêtre plus large.
- Déplacez les pièces que vous utilisez en journée. Si le logement reçoit du soleil à l’étage et de l’ombre au rez-de-chaussée en hiver, le bureau à domicile a tout intérêt à monter d’étage de novembre à février.
- Acceptez la lumière grise là où elle convient. Une pièce orientée au nord ne reçoit aucun soleil direct, mais bénéficie d’une lumière parfaitement stable, sans éblouissement. Pour le travail sur écran, c’est souvent la meilleure pièce de la maison — même en décembre.
Comment savoir où passe la lumière
Testez-le, plutôt que de deviner. Placez-vous à chaque fenêtre à la mi-journée pendant le semestre d’hiver et regardez vers le sud. Le ciel est-il dégagé ? Ou y a-t-il un toit, un arbre, un pignon, une clôture ?
L’angle d’ombre se calcule par arctan(hauteur ÷ distance) — par exemple arctan(6 ÷ 15) = 21,8° pour un pignon voisin de 6 mètres de haut situé à 15 mètres. Si ce chiffre dépasse les 17,7° du soleil d’hiver, la fenêtre ne recevra aucun soleil direct en décembre, quelle que soit sa taille.
Si vous disposez du plan du logement à l’échelle et correctement placé sur la carte, tout le logement peut être vérifié d’un coup. Dans HouseSense, l’ensoleillement dans le modèle 3D se calcule à partir de la position de l’adresse, de l’orientation nord de la maison, et d’une date et d’une heure que vous choisissez vous-même — pour voir le mois de décembre du logement en plein mois d’août, et savoir quelles pièces traversent bien l’hiver avant même d’emménager.