{"id":4002,"date":"2018-08-06T14:52:38","date_gmt":"2018-08-06T12:52:38","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=4002"},"modified":"2018-09-24T17:08:18","modified_gmt":"2018-09-24T15:08:18","slug":"1-1-climat-exterieur-et-parametres-meteorologiques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/1-1-climat-exterieur-et-parametres-meteorologiques\/","title":{"rendered":"1.1 Climat ext\u00e9rieur et param\u00e8tres m\u00e9t\u00e9orologiques"},"content":{"rendered":"

Comme la construction, l’utilisation et l’entretien d’un \u00e9difice empi\u00e8tent sur notre environnement\u00a0\u2013 principalement sur l’atmosph\u00e8re et la lithosph\u00e8re\u00a0\u2013, une description ainsi qu’un relev\u00e9 complets de l’environnement climatique d’un b\u00e2timent sont indispensables dans la perspective d’une construction \u00ab\u200aadapt\u00e9e au climat\u200a\u00bb. Les conditions atmosph\u00e9riques \u00ab\u200ad\u00e9terminantes pour la construction\u200a\u00bb qui, au travers de leurs variations journali\u00e8res et saisonni\u00e8res influencent beaucoup le comportement d’un \u00e9difice, se jouent d’une part principalement dans la troposph\u00e8re<\/i> (air), couche inf\u00e9rieure de l’atmosph\u00e8re d’environ 10\u202fkm d’\u00e9paisseur, et d’autre part, dans la couche la plus externe de la lithosph\u00e8re<\/i> d\u00e9nomm\u00e9e p\u00e9dosph\u00e8re (\u00ab\u200aterre\u200a\u00bb)<\/i>.<\/p>\n

1.1.1 Soleil\/Atmosph\u00e8re<\/h2>\n

Rayonnement solaire\/Lumi\u00e8re du jour<\/h3>\n
\"Rayonnement<\/div>\n
Fig.\u202f1.1:\u2002Rayonnement solaire direct et diffus<\/div>\n

<\/h3>\n

Le soleil peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme le moteur des ph\u00e9nom\u00e8nes m\u00e9t\u00e9orologiques. La puissance momentan\u00e9e du rayonnement solaire ainsi que la quantit\u00e9 de lumi\u00e8re du jour \u00e0 disposition sont d\u00e9termin\u00e9es par la n\u00e9bulosit\u00e9 et la position du soleil. La chaleur solaire ne parvient qu’en partie \u2013 en fonction de la position du soleil\u00a0\u2013 jusqu’\u00e0 la surface terrestre sous forme de rayonnement direct<\/i> (I<\/i>B<\/sub>). Selon le temps, une part cons\u00e9quente du rayonnement solaire incident traverse l’atmosph\u00e8re sous forme de rayonnement diffus<\/i> (I<\/i>D<\/sub>). La somme de ces deux types de rayonnement se d\u00e9nomme rayonnement global<\/i> (I<\/i>G<\/sub> =\u202fI<\/i>B<\/sub> + I<\/i>D<\/sub>).<\/p>\n

\"Rayonnement<\/div>\n
Fig.\u202f1.2:\u2002Rayonnement global et diffus selon l’\u00e9tat atmosph\u00e9rique (sur un plan horizontal)<\/div>\n

<\/h3>\n

De nombreuses donn\u00e9es concernant le rayonnement solaire\u00a0\u2013 bas\u00e9es sur des s\u00e9ries de mesures pluriannuelles enregistr\u00e9es par les services m\u00e9t\u00e9orologiques nationaux (M\u00e9t\u00e9oSuisse) \u2013 sont actuellement disponibles sous forme d’un logiciel pour PC (METEONORM, [1.18]<\/span><\/span>) permettant de calculer interactivement ces valeurs pour n’importe quel lieu.<\/p>\n

\"Rayonnement<\/div>\n
Fig.\u202f1.3:\u2002Rayonnement de fond du ciel dans le domaine infra-rouge r\u00e9sultant de la diffusion du rayonnement solaire (\u03bb<\/i>\u2009<\u20093\u2009\u03bcm) et de l’\u00e9mission par les mol\u00e9cules de gaz de l’atmosph\u00e8re (\u03bb<\/i>\u2009>\u20093\u2009\u03bcm), repr\u00e9sentation log-log. [1.41]<\/span><\/span><\/div>\n

<\/h3>\n
\"R\u00e9partition<\/div>\n
Fig.\u202f1.4:\u2002R\u00e9partition du rayonnement de fond: contre-rayonnement atmosph\u00e9rique (2\u202f\u00b5m jusqu’\u00e0 env. 20\u202f\u00b5m) en fonction de la hauteur angulaire pour une nuit claire et s\u00e8che (Elk Park Station Colorado, 2707\u00a0m). Les mesures au z\u00e9nith (90\u00b0) pr\u00e9sentent des maxima marqu\u00e9s \u00e0 6,3\u202f\u00b5m (H2<\/sub>O), 9,6\u202f\u00b5m (O3<\/sub>) et 15\u202f\u00b5m (CO2<\/sub>), repr\u00e9sentation lin-lin. [1.41]<\/span><\/span><\/div>\n

<\/h3>\n
\"Irradiance<\/div>\n
Fig.\u202f1.5:\u2002Irradiance du soleil et de l’atmosph\u00e8re, \u00e9volution journali\u00e8re de la temp\u00e9rature ext\u00e9rieure pour un jour estival clair<\/div>\n

<\/h3>\n
\"Evolutions<\/div>\n
Fig.\u202f1.6:\u2002Evolutions annuelles du rayonnement global horizontal I<\/i>G,H<\/sub> et de l’\u00e9clairement lumineux horizontal E<\/i>v,H<\/sub> par ciel couvert pour des sites de latitude moyenne du plateau suisse<\/div>\n

<\/h3>\n
\"R\u00e9gions<\/div>\n
Fig.\u202f1.7:\u2002R\u00e9gions climatiques de la Suisse et stations du r\u00e9seau automatique d’observation du temps (ANETZ, actuellement SwissMetNet) de l’office f\u00e9d\u00e9ral de m\u00e9t\u00e9orologie et de climatologie (M\u00e9t\u00e9oSuisse) [1.2]<\/span><\/span>; caract\u00e9risation grossi\u00e8re du climat dans les principales r\u00e9gions g\u00e9ographiques de Suisse [1.1]<\/span><\/span><\/div>\n

1.1.2 Troposph\u00e8re (couches de l’atmosph\u00e8re proches du sol)<\/h2>\n

L’\u00e9tat momentan\u00e9 de cette partie de l’atmosph\u00e8re est essentillement d\u00e9crit par les param\u00e8tres m\u00e9t\u00e9orologiques<\/i>\u00a0\u2013 temp\u00e9rature de l’air, humidit\u00e9 de l’air, pr\u00e9cipitations, pression atmosph\u00e9rique, vent, n\u00e9bulosit\u00e9. Les valeurs moyennes de ces param\u00e8tres au niveau local calcul\u00e9es sur une longue p\u00e9riode de temps ainsi que les \u00e9carts caract\u00e9ristiques de ces param\u00e8tres par rapport \u00e0 leurs moyennes d\u00e9crivent ce que l’on d\u00e9nomme le climat<\/i>. Dans ce sens les observations m\u00e9t\u00e9orologiques \u00e0 long terme en Suisse peuvent \u00eatre r\u00e9parties grossi\u00e8rement en 12 r\u00e9gions climatiques diff\u00e9rentes (voir Fig. 1.7).<\/p>\n

L’Office f\u00e9d\u00e9ral de m\u00e9t\u00e9orologie et de climatologie (M\u00e9t\u00e9oSuisse) \u00e0 Zurich a construit, au cours des derni\u00e8res d\u00e9cennies, un r\u00e9seau automatique de mesures (anciennement ANETZ, actuellement SwissMetNet) comprenant 72 stations en Suisse sur lesquelles, toutes les 10 minutes, les principales grandeurs m\u00e9t\u00e9orologiques sont mesur\u00e9es puis transmises \u00e0 M\u00e9t\u00e9oSuisse qui les traite [1.2]<\/span><\/span>. Ainsi on dispose actuellement de donn\u00e9es climatiques actualis\u00e9es de fa\u00e7on relativement rapide. Depuis 2005 M\u00e9t\u00e9oSuisse a, sous la d\u00e9nomintation SwissMetNet, modernis\u00e9 et r\u00e9uni les diff\u00e9rents r\u00e9seaux nationaux de mesures en Suisse tout en augmentant le nombre de stations de mesures. Les donn\u00e9es sont rassembl\u00e9es et trait\u00e9es par une banque de donn\u00e9es centralis\u00e9e.<\/p>\n

Ce qui suit pr\u00e9sente\u00a0\u2013 principalement dans l’optique de la protection thermique et contre l’humidit\u00e9 \u2013 les \u00e9l\u00e9ments majeurs du climat: temp\u00e9rature de l’air, humidit\u00e9, vent et rayonnement solaire.<\/p>\n

L’air en tant que m\u00e9lange de gaz<\/h3>\n
<\/div>\n
Tab. 1.1:\u2002Composition de l’air sec pur [1.9]<\/span><\/span><\/div>\n

<\/h3>\n

Avec environ 99,99\u202f%, l’oxyg\u00e8ne, l’azote, l’argon et le dioxyde de carbone repr\u00e9sentent la part principale dans ce m\u00e9lange de gaz. En plus de ces parts permanentes et \u00e0 l’exception de pollutions, l’air contient encore de la vapeur d’eau en quantit\u00e9s variables (0 \u00e0 environ 3 % massique ou 0 \u00e0 environ 4 % volumique).<\/p>\n

Temp\u00e9rature de l’air<\/h3>\n

Selon les probl\u00e8mes \u00e0 traiter, diff\u00e9rentes temp\u00e9ratures de dimensionnement sont calcul\u00e9es \u00e0 partir des donn\u00e9es m\u00e9t\u00e9orologiques enregistr\u00e9es par SwissMetNet [1.2]<\/span><\/span>, par exemple:<\/p>\n

\"Evolutions<\/div>\n
Fig.\u202f1.8:\u2002Evolutions carat\u00e9ristiques, pour chaque mois, de la temp\u00e9rature journali\u00e8re \u00e0 Zurich [1.1]<\/span><\/span><\/div>\n

<\/h3>\n