Description de la plateforme GISOL

Coût total d’investissement : 70k€ (projets de recherche et contrats)

Dispositif fixe

La plate­forme GISOL est con­sti­tuée d’une sta­tion pour mesur­er les dif­férentes com­posantes du ray­on­nement solaire (sur­faces dégagées) et d’un équipement mobile per­me­t­tant des mesures cli­ma­tiques en ville (sur­faces masquées).

Les prin­ci­paux objec­tifs sci­en­tifiques à attein­dre à par­tir de cette plate­forme sont :

• éval­u­a­tion de mod­èles sim­ples du ray­on­nement solaire en milieu urbain,
• éval­u­a­tion de mod­èles du ciel en milieu urbain,
• éval­u­a­tion de mod­èles de pré­dic­tion du ray­on­nement solaire,
• développe­ment d’un out­il de cor­réla­tion entre la mesure de l’illumination et les pho­tos « fish­eye » per­me­t­tant l’utilisation d’une caméra numérique à la place d’un scan­ner de ciel,
• conception/réalisation d’un pro­to­type de sta­tion « solaire » économique, avec un min­i­mum de main­te­nance, robuste et suff­isant pour les sim­u­la­tions urbaines.

La sta­tion de mesure placée sur le toit du bâti­ment PG2 de l’UTC, est composée :

• d’une sta­tion météorologique com­plète Davis Van­tage-Pro2 6153FR (1),
• une caméra pho­to SBIG ALLSKY 340c avec un objec­tif type fish-eye (2),
• un pyra­nomètre Delta T SPN1 (3),
• un traque­ur solaire Kipp & Zonen Solys2 (4) sur lequel sont mon­tés un pyrhéliomètre Kipp & Zonen CHP1,
• deux pyra­nomètres Kipp & Zonen CMP21 et un pyrgéomètre CGR4 (le pyrgéomètre et un de deux pyra­nomètre sont ombrés à l’aide d’un dis­posi­tif à boules).

Les paramètres mesurés sont (avec un inter­valle d’échantillonnage et de sauve­g­arde d’une minute) :

• tem­péra­ture, humid­ité, vitesse et direc­tion du vent, irra­di­a­tion glob­ale hor­i­zon­tale, pré­cip­i­ta­tions (sta­tion météo) ;
• irra­di­a­tion solaire glob­ale sur une sur­face hor­i­zon­tale (pyra­nomètre Delta T SPN1, pyra­nomètre Kipp & Zonen CMP21) ;
• irra­di­a­tion solaire dif­fuse sur une sur­face hor­i­zon­tale (pyra­nomètre Delta T SPN1, pyra­nomètre ombré Kipp & Zonen CMP21) ;
• irra­di­a­tion solaire directe (pyrhéliomètre Kipp & Zonen CHP1) ;
• irra­di­a­tion infrarouge sur une sur­face hor­i­zon­tale (pyrgéomètre ombré Kipp & Zonen CGR4) ;
• pho­tos fish­eye (180°x150°) de la voute céleste.

Dispositif mobile

Un mon­tage com­posé de deux netra­diomètres Kipp&Zonen CNR4, deux cap­teurs de tem­péra­ture et d’humidité Camp­bell Sci­en­tif­ic HMP155A et deux ané­momètres soniques Gill Instru­ments Wind­Son­ic a été réal­isé (Fig­ure ci-dessous). Ce mon­tage est mobile et il per­met l’utilisation facile sur le ter­rain (ville).

Chaque netra­diomètre mesure de façon dis­tincte l’irradiation hor­i­zon­tale arrivante et réfléchie en ondes cour­tes et ondes longues. L’utilisation d’un cap­teur à ultra­sons pour mesur­er la vitesse du vent per­met d’éliminer les erreurs et la main­te­nance liées à l’usure des pièces mécaniques en mou­ve­ment ou au déséquili­bre de la plume de girou­ette des ané­momètres clas­siques. Les appareils de mesure seront dis­posés en deux endroits dif­férents (Fig­ure ci-dessus) :

• le pre­mier au-dessus de la ville, dans un endroit dégagé ;
• le deux­ième dans un endroit cri­tique, une rue canyon par exemple.

Objectifs de la plateforme

Les prin­ci­paux objec­tifs sci­en­tifiques à attein­dre à par­tir de ce poste concernent : 

• l’é­val­u­a­tion de mod­èles sim­ples du ray­on­nement solaire en milieu urbain ;
• l’é­val­u­a­tion de mod­èles du ciel en milieu urbain ;
• l’é­val­u­a­tion de mod­èles de pré­dic­tion du ray­on­nement solaire ;
• le développe­ment d’un out­il de cor­réla­tion entre la mesure de l’il­lu­mi­na­tion et les pho­tos « fish­eye » per­me­t­tant l’u­til­i­sa­tion d’une caméra numérique à la place d’un scan­ner de ciel ;
• la conception/réalisation d’un pro­to­type de sta­tion « solaire » économique, avec un min­i­mum de main­te­nance, robuste et suff­isante pour les sim­u­la­tions urbaines.