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Constante solaire

1838
  • Claude Pouillet
  • John Herschel
Laboratoire du 19e siècle où des scientifiques étudient les mesures du rayonnement solaire.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La constante solaire correspond au rayonnement électromagnétique solaire moyen par unité de surface, mesuré au sommet de l'atmosphère terrestre, perpendiculairement aux rayons. Sa valeur est d'environ 1 361 watts par mètre carré (W/m²). Cette valeur varie légèrement en fonction de l'activité solaire et de la distance orbitale de la Terre, mais elle constitue une base fondamentale pour la climatologie, la conception des satellites et les calculs relatifs aux énergies renouvelables.

La constante solaire représente l'irradiance solaire totale (IST) à une distance d'une unité astronomique (UA) du Soleil. Bien que qualifiée de « constante », sa valeur n'est pas parfaitement fixe. Elle fluctue d'environ 0,1 % au cours du cycle solaire de 11 ans et présente des variations à plus long terme. Ces faibles variations sont significatives pour le système climatique terrestre. Les premières mesures, comme celles réalisées par Claude Pouillet en 1838 à l'aide de son pyrhéliomètre, ont constitué des étapes cruciales, mais restaient imprécises, car elles ne tenaient pas pleinement compte de l'absorption atmosphérique. Ce n'est qu'avec l'avènement des radiomètres satellitaires à la fin du XXe siècle qu'une mesure précise et continue de la constante solaire est devenue possible. La valeur généralement admise d'environ 1361 W/m² est fondamentale pour le calcul du bilan énergétique de la Terre, la détermination de sa température d'équilibre et la conception de systèmes spatiaux. Par exemple, les ingénieurs doivent connaître cette valeur avec précision pour concevoir des systèmes de contrôle thermique pour les satellites afin d'éviter la surchauffe ou le gel, et pour calculer la puissance de leurs panneaux solaires. Il s'agit d'une donnée fondamentale pour les modèles climatiques globaux qui simulent le climat passé et futur de la Terre.

Note: Bien qu'elle représente l'énergie totale reçue par la Terre du soleil dans son ensemble, sous toutes ses formes électromagnétiques, cette valeur ne correspond pas directement à celle qui peut être utilisée pour les panneaux solaires installés au sol.

UNESCO Nomenclature: 2506
- Géophysique

Taper

Propriété physique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Les travaux d'Isaac Newton sur l'optique et le spectre de la lumière
  • développement de la thermodynamique et du concept de transfert d'énergie
  • invention du thermomètre pour mesurer les variations de température
  • premières observations astronomiques du soleil
  • La découverte du rayonnement infrarouge par William Herschel

Applications

  • modélisation climatique
  • conception thermique des satellites
  • prévisions de production d'énergie solaire
  • ingénierie des systèmes d'alimentation des engins spatiaux
  • calculs du bilan énergétique de la Terre
  • recherche en sciences atmosphériques

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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Lié à : constante solaire, irradiance solaire, atmosphère terrestre, watts par mètre carré, climatologie, activité solaire, conception de satellites, bilan énergétique, pyrhéliomètre, Claude Pouillet.

Contexte historique

Constante solaire

1800
1838
1872
1910
1940
1940
1946
1650
1800
1852
1900
1912
1940
1940
1950

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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