Méthodologie et précision
Cette page explique comment chaque valeur affichée sur Heliotempo est calculée, sur quelles données elle s’appuie et quelle est sa précision. Si un point vous semble obscur ou si vous repérez une erreur, n’hésitez pas à nous écrire.
Position du soleil
Les positions du soleil sont calculées avec Astronomy Engine (de Don Cross, licence MIT), une bibliothèque libre qui modélise les orbites de la Terre et des planètes, la précession, la nutation, l’aberration et la rotation de la Terre, Delta T compris. Ses positions sont vérifiées par rapport au logiciel NOVAS C 3.1 de l’Observatoire naval des États-Unis et au système Horizons du JPL de la NASA ; l’écart ne dépasse pas une minute d’arc environ.
La hauteur apparente du soleil tient compte de la réfraction atmosphérique standard. L’azimut est mesuré dans le sens des aiguilles d’une montre à partir du nord vrai (géographique).
Pour les graphiques qui nécessitent des milliers de positions (graphiques annuels de la durée du jour, cartes de chaleur, superpositions cartographiques, vues 3D), un jeu de formules plus rapide, fondé sur le calculateur solaire de la NOAA et sur l’ouvrage Astronomical Algorithms de Jean Meeus, est utilisé. Il concorde avec Astronomy Engine à environ 0,05° près pour la position et à environ une minute près pour l’heure. Les heures affichées sous forme de texte proviennent toujours d’Astronomy Engine.
Définitions
| Événement | Définition (centre du soleil) |
|---|---|
| Lever, coucher du soleil | 0,833° sous l’horizon (bord supérieur du disque sur un horizon au niveau de la mer, avec réfraction standard) |
| Aube civile, crépuscule civil | 6° sous l’horizon |
| Aube nautique, crépuscule nautique | 12° sous l’horizon |
| Aube astronomique, crépuscule astronomique | 18° sous l’horizon |
| Heure dorée | de 6° au-dessus à 4° sous l’horizon |
| Heure bleue | de 4° à 6° sous l’horizon |
| Midi solaire | le soleil franchit le méridien local (angle horaire 0) |
| Durée du jour | temps écoulé entre le lever et le coucher du soleil |
Les limites du crépuscule et de l’heure dorée se fondent, comme le veut l’usage, sur la position géométrique du centre du soleil. Les solstices et les équinoxes sont les instants où la longitude écliptique apparente du soleil atteint 90°, 180°, 270° et 0°.
Les calculs supposent un horizon plat au niveau de la mer. Les collines, les montagnes et les bâtiments retardent le lever du soleil et avancent son coucher ; un point de vue élevé produit l’effet inverse. Voir le guide Comment calcule-t-on l’heure du lever et du coucher du soleil.
Fuseaux horaires
Les heures locales s’appuient sur la base de données des fuseaux horaires de l’IANA, via la prise en charge de l’internationalisation intégrée à votre navigateur. L’heure d’été est appliquée automatiquement selon les règles en vigueur pour chaque lieu et chaque date. Pour les lieux choisis sur la carte, le fuseau horaire est déterminé à partir des données de limites des fuseaux horaires (tz-lookup, fondé sur le projet timezone-boundary-builder).
Lieux et cartes
- La recherche de lieux utilise les données GeoNames pour toutes les localités d’au moins 15 000 habitants, © GeoNames, sous licence CC BY 4.0. La recherche s’effectue entièrement dans votre navigateur, sur des données fournies par Heliotempo.
- Les cartes utilisent les tuiles vectorielles d’OpenFreeMap, fondées sur OpenMapTiles, avec des données cartographiques © contributeurs d’OpenStreetMap (ODbL). Les hauteurs des bâtiments de la vue 3D proviennent d’OpenStreetMap.
- Le relief de la carte 3D provient de Mapterhorn.
- Les contours de la carte du monde proviennent de Natural Earth (domaine public).
Ombrage, balcons et jardins
Les outils consacrés à la maison, au balcon et au jardin vérifient, toutes les quelques minutes de la journée, si le soleil est au-dessus de l’horizon et si sa direction est obstruée :
- Un mur reçoit le soleil direct lorsque le soleil se trouve à moins de 90° de part et d’autre de la direction vers laquelle le mur est orienté.
- Les obstacles (bâtiments en vis-à-vis, clôtures, murs, haies et arbres) sont modélisés comme des blocs définis par une direction, une distance, une hauteur et une largeur. Ils masquent le soleil lorsque celui-ci est plus bas que l’angle sous lequel on voit leur bord supérieur dans leur direction.
- Un balcon ou un débord de toit masque le soleil lorsque l’angle de profil du soleil (sa hauteur mesurée dans le plan perpendiculaire au mur) est supérieur à l’angle entre le bas de l’ouverture et le bord du débord. Les murs latéraux d’un balcon en retrait limitent l’angle latéral.
- Les valeurs mensuelles correspondent au 15 de chaque mois. Les arbres sont considérés comme opaques.
Il s’agit de modèles simplifiés : ils ne tiennent compte ni de la lumière réfléchie, ni de la forme propre à chaque arbre, ni du relief.
Ombres des bâtiments sur la carte 3D
Les ombres des bâtiments sont une approximation : l’emprise au sol de chaque bâtiment est décalée à l’opposé du soleil d’une distance égale à sa hauteur divisée par la tangente de la hauteur du soleil, puis réunie avec l’emprise d’origine. Les hauteurs proviennent d’OpenStreetMap et peuvent être absentes ou estimées. Le relief n’est pas pris en compte pour les ombres.
Panneaux solaires
L’outil pour panneaux solaires utilise un modèle de météo typique. Pour chaque mois, un indice de clarté qui dépend de la latitude (le rapport habituel entre le rayonnement global au sol et celui qui arrive au sommet de l’atmosphère) fixe la quantité de lumière qui atteint le sol. La corrélation d’Erbs la répartit entre rayonnement direct et diffus ; au fil de la journée, le direct suit la forme d’un faisceau par ciel clair (modèle de Meinel avec la masse d’air de Kasten–Young), il est donc faible quand le soleil est bas. Sur le plan incliné, la lumière diffuse est considérée comme venant uniformément de tout le ciel (modèle isotrope), et la lumière réfléchie par le sol utilise un albédo de 0,2. Le tout est additionné toutes les 15 minutes, un jour sur quatre de l’année, et la meilleure inclinaison est trouvée en testant chaque degré entier de 0° à 90°. Pour Berlin, on obtient une inclinaison optimale d’environ 38° et un panneau à plat à environ 86 % de l’optimum, à quelques pour cent de PVGIS. Les résultats sont affichés en part de la meilleure orientation et en irradiation annuelle en kWh/m². Ce n’est pas une prévision de production : la météo est une moyenne lissée pour la latitude et non des relevés locaux, et la température, l’ombrage et les pertes du système sont ignorés. Pour dimensionner une vraie installation, nous recommandons PVGIS, l’outil du Centre commun de recherche de la Commission européenne.
Tests
Les calculs de Heliotempo sont couverts par des tests automatisés exécutés à chaque modification :
- lever et coucher du soleil pour 8 lieux à 6 dates, comparés à une implémentation indépendante des équations de la NOAA (tolérance de 2 minutes ; la concordance observée est inférieure à une minute),
- lever et coucher du soleil comparés aux heures publiées dans les éphémérides pour Londres et New York,
- jour polaire et nuit polaire, jours sans nuit astronomique, changements d’heure, saisons, équation du temps et éclipse totale de soleil du 2 août 2027,
- formules rapides des graphiques comparées aux formules exactes.
La précision en pratique
- Position du soleil : meilleure que 0,02° (calcul exact), environ 0,05° (graphiques).
- Lever et coucher du soleil : calculés avec une marge bien inférieure à une minute. L’heure réellement observée peut s’en écarter d’une minute ou plus, car la réfraction varie avec la météo, et de beaucoup plus si l’horizon est masqué ou si l’on observe d’un point élevé.
- Près des cercles polaires, où le soleil longe l’horizon selon un angle très faible, de légères variations de la réfraction peuvent décaler le lever et le coucher du soleil de plusieurs minutes, et même décider si le soleil se couche ou non.
Mis à jour le 23 septembre 2026