Azimut et hauteur : comment lire la position du soleil
Les deux angles qui situent le soleil dans le ciel, comment les mesurer avec des moyens simples et ce qu'ils vous apprennent sur l'ombre, la lumière et l'énergie solaire.
N’importe quel point du ciel peut être décrit par deux angles, de la même manière qu’un lieu sur une carte se repère par sa latitude et sa longitude. Pour le soleil, ces deux angles sont l’azimut et la hauteur.
L’azimut : la direction
L’azimut vous indique dans quelle direction regarder. Il se mesure en degrés, dans le sens des aiguilles d’une montre, à partir du nord géographique :
| Azimut | Direction |
|---|---|
| 0° | Nord |
| 45° | Nord-est |
| 90° | Est |
| 135° | Sud-est |
| 180° | Sud |
| 225° | Sud-ouest |
| 270° | Ouest |
| 315° | Nord-ouest |
Aux latitudes moyennes de l’hémisphère Nord, le soleil se lève à l’est-nord-est en été (environ 50° à 60°) et au sud-est en hiver (environ 120° à 130°). Au midi solaire, il est plein sud (180°), partout au nord des tropiques. Dans l’hémisphère Sud, hors des tropiques, il est plein nord (0°) à midi.
La hauteur : l’angle au-dessus de l’horizon
La hauteur (les astronomes parlent aussi d’élévation) est l’angle entre l’horizon et le soleil. L’horizon est à 0°, le point situé exactement au-dessus de vous (le zénith) à 90°. Quand le soleil est sous l’horizon, la hauteur devient négative ; c’est d’ailleurs ainsi que l’on définit le crépuscule : le crépuscule civil se termine à −6°.
La hauteur maximale de la journée est atteinte au midi solaire. À 46° N (Ljubljana, ou Portland dans l’Oregon), elle est d’environ 67° au solstice de juin et de seulement 21° environ au solstice de décembre. Une approximation pratique : hauteur à midi = 90° − latitude + déclinaison du soleil, la déclinaison variant de +23,4° en juin à −23,4° en décembre.
Les mesurer vous-même
- La hauteur avec la main. Tendez complètement le bras. Un poing couvre environ 10°, la largeur du pouce environ 2°. Quatre poings au-dessus de l’horizon : le soleil est à environ 40° de hauteur. Ne regardez jamais le soleil en face ; mesurez jusqu’au bord de l’éblouissement ou utilisez la méthode de l’ombre.
- La hauteur à partir d’une ombre. L’ombre d’un bâton vertical de hauteur h a une longueur L. La hauteur du soleil vaut arctan(h / L). Si l’ombre est aussi longue que le bâton, le soleil est à 45°.
- L’azimut avec une boussole. Pointez la boussole vers le soleil (ou le long d’une ombre, puis ajoutez 180°). Corrigez la déclinaison magnétique, ou réglez la boussole de votre téléphone sur le nord géographique.
- L’azimut grâce au midi solaire. Au midi solaire, l’ombre d’un bâton vertical pointe exactement vers le nord dans l’hémisphère Nord (en dehors des tropiques).
Pourquoi ces deux nombres comptent
- L’ombre. Un soleil bas donne des ombres longues. À 20° de hauteur, un bâtiment de 10 m projette une ombre de 27 m.
- Fenêtres et balcons. Une fenêtre ne reçoit de soleil direct que si l’azimut du soleil est à moins de 90° de la direction vers laquelle elle est orientée, et si le soleil est assez haut pour passer au-dessus des immeubles d’en face, mais assez bas pour passer sous le balcon du dessus.
- La photo. L’azimut vous dit d’où vient la lumière ; la hauteur, à quel point elle sera douce et chaude.
- Les panneaux solaires. Un panneau produit le plus lorsque le soleil l’éclaire de face, ce qui dépend des deux angles.
La carte de la position du soleil affiche l’azimut et la hauteur pour n’importe quel lieu et n’importe quelle heure, avec la course du soleil du jour tracée sur la carte, et le calculateur d’ombre les convertit en longueurs d’ombre.
Questions fréquentes
Que signifie l'azimut du soleil ?
L'azimut est la direction du soleil sur la boussole, mesurée dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du nord géographique. 0° correspond au nord, 90° à l'est, 180° au sud et 270° à l'ouest. Un azimut de 135° signifie que le soleil est au sud-est.
Qu'est-ce que la hauteur du soleil ?
La hauteur (on parle aussi d'élévation) est l'angle, en degrés, entre le soleil et l'horizon. 0° correspond à l'horizon et 90° au point situé exactement à la verticale. Une valeur négative signifie que le soleil est sous l'horizon.
L'azimut se mesure-t-il à partir du nord magnétique ?
Non. L'azimut astronomique se réfère au nord géographique. Une boussole magnétique indique le nord magnétique, qui peut s'en écarter de plusieurs degrés, voire de plus de dix degrés dans certaines régions. La plupart des boussoles de smartphone peuvent afficher le nord géographique.
Qu'est-ce que l'angle zénithal du soleil ?
L'angle zénithal est l'angle entre le soleil et le point situé à la verticale de l'observateur. Il vaut 90° moins la hauteur. Les ingénieurs du solaire l'utilisent souvent à la place de la hauteur.