Brevet FR2523301A1 — publié le 19830916

La présente invention a trait à-un détecteur extérieur propre à déceler l'éclairement provenant d'un ciel libre de tout obstacle suscepti- ble d'arrêter une fraction de la lumière, et qu'on appellera ci-après "ciel libre" en vue de simplifier les ecplications. Eille vise plus particulièrement un tel appareil destiné à mesurer un facteur représentant les conditions de la lumière du jour dans une habitation, c'est-à-dire le rapport de l'éclairement d'une surface arbitraire recevant cette lumière à l'intérieur du bâtiment considéré, à l'éclairement hor@@ontal qui provient au même instant d'un tel ciel libre, la luslère @irac@@ de soleil étant exclue. Dans la technique antérieure concernée l'on a @tilisé deux ge@res d'appareils pour la mesure du facteur de lumière di otkr, c'est-à-dire du rapport de l'éclairement à l'intérieur d'un local à celle provenant d'un ciel libre.Le premier se dispose vers le centre d'une pièce dans le bâtiment où la mesure doit entre effectuée, de Maçon . détecter ta quantité de lumière du jour qui pénètre dans celle-ci. L'autre se plare à l'extérieur dans la zone qui renferme le bâtiment considéré afin de déceler l'éclairement horizontal provenant du ciel libres en exclean la lumière directe du soleil ; cet éclaiement provenant du ciel. libre de peut être mesuré de façon précise que dans le cas où il n'existe sur @e niveau horizontal considéré aucun bâtiment, aucun arbre ou @nalogue susceptible de gêner le passage de la lumière. Toutefois dans la réalité il y a toujours dans les zones haolc@@e un bâtiment ou analogue qui forme obstacl à la lumièr@ dans le sens horizontal, ce qui s'oppose à une messure ecacte @s l'éclairem@@ @@@ve@@n d'un ciel libre. Par conséquent même losqu'@n di@pose @@ cent@@ @ @n@ zone relativement large un détecteur extérieur d@@ti@@ à @épondre @ cet éclairement, des bâtiments ou @uttes @bs@@les gênent la vue horizontale dans une certaine mesure et l'importance de ce phên@mêne est dedeg@@ différent suivant le cas.Ainsi la préciaion de la @@ @@@tion de l'é@@ain à partir du ciel libre varie plus ou moins, ce qui @'@@ullt à une mesure peu fiable du facteur correspondant. On en conclut eue ia mesure d@ facteur de lumière du jour einsi obtenue est peu @av@rable. tant boa qu'il n'est possible de l'utiliser qu'à titre d'@pprox@mation. La présente inention a pour objet d'éliminer l'incon@énient @u@@n rencontre @insi dans la technique @ntérieure et de permettre d'établi@ un détecteur extérieur propre à déceler l'éclairement à partir d'un c@el libte et qui assure cette détection même dans des zones où des bâtimente se trouvent rassemblés, en se basant sur la lumière provenant d'un domaine limité de la région du zénith. Le détecteur extérieur suivant l'invention est constitué par lin boîtier doat la paroi intérieure est peinte en noir, ce bottier comportant dans sa fa@e supérieure un orifice destiné à laisser passer la lumière du jour à titre d'indication de l'éclairement au zénith, @andis que directement au-dessous de cet orifice et A une istance pré-déterminée de celui-ci, est monté un photomètre propre à engendrer des signaux électriques en réponse à la quantité de lumière qu'il reçoit et qu'il est prévu à l'intérieur du boîtier des cloisons séparatrices disposées à des intervalles arbitraires entre l'orifice précité et le photomètre, chacune de celles-ci comportant également un orifice de passage de lumière et étant destinée à empêcher la lumière réfléchie par la paroi intérieure du bottier d'être tenvoyée vers le photomètre. Le dessin annexé, donné à titre d'axemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractétistiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible do procurer : Fig. 1 est une vue de côté d'une forme d'exécution de l'invention. Fig. 2 est une vue en plan avec co@pe correspondant 8 fig. 1. Fig. 3 est une vue en perspective illustrant un diepositif de montage de l'appareil précité. Si l'on se réfère tout d'@bord A fig. 1, on peut y distinguer le détecteur extérieur ODS qui constitue l'o@jet de 'a présente invention et qui est destiné à détecter l'éclaire@@@@ pr@@enant d'un ciel libre au sens indiqué plus haut, c'est-à-dire dégag@ de tout obstacle ausc@ptible d'arrêter la lumière. Ce détecteur ODS comprend un bottier i a section horizontale carrée.Toutes les surfaces intérieures et extérieures de ce boîtier 1 sont peintes en noir nst. Se paroi @upérieure est percée d'un orifice d'admission de luziare PI, de rayon @ photomètre 2 est monté sur son fond. Ce photomètre comporte une @one d'exposition à la @mière de rayon r2 (r2 Les symboles #1 et e2 désignent de leur côté les angles déterminés par une verticale passant par un point de la circonférence de rayon r2 qui correspond à la surface exposée à la lumière du photomètre 2 et des droites tracées entre d'une part le point précité et d'autre part respectivement le point le plus éloigné et le point le plus rapproché du bord circulaire de l'orifice H1 d'admission de la lumière. Chacun des orifices de passage H2 à H5 est défini quant à sa dimension de façon telle que les angles &alpha; d'une part et #1 ou 02 d'autre part comportent un rapport prédéterainé les uns avec les autres.Le détecteur extérieur ODS établi dans ces conditions s'utilise de manière que son bottier l soit orienté vers le haut pour mesurer l'éclairement E' du ciel autour du zénith. L'éclairement E d'un ciel libre au sens sus-indiqué peut se déterminé par l'égalité E - K. E' expression dans laquelle K est une constante déterminée en fonction de la forme du détecteur ODS, de l'heure et des condition météorologiques l'instant de la mesure, etc....Lorsque l'éclairement d'un ciel libre est E et que celui mesuré à l'intérieur d'un local par un détecteur correspondant IDS (non représenté sur le dessin) est Es, le facteur de lumière du jour D peut s'écrire D = Es (en %) E La moyenne cumulative D' se calcule à partir de n mesures relevées à des intervalles de temps arbitraires, de façon à définir une valeur indépendante de l'influence des conditions atmosphériques, de l'heure et analogues à l'instant où la mesure en cause est effectuée.On peut donc écrire : Pour obtenir une mesure plus précise, le détecteur extérieur ODS s'utilise en règle générale pour le ciel nuageux normalisé, tel que défini par la Commission Internationale sur l'éclairement (CIE), c'est-à- dire un ciel entièrement couvert de nuages, ou son équivalent, où le rapport entre d'une part l'éclairement L# du ciel suivant l'angle e à partir de l'horizon, et d'autre part l'éclairement au zénith Lz, est représenté par l'expression Le détecteur extérieur ODS peut être monté directement en position verticale sur un trépied 7, comme montré fig. 1, ou bien il peut être amené automatiquement à cette position par le moyen d'une suspension à cardan 8 et d'un étrier 9, ainsi qu'on peut le voir en fig. 3.Quand le photomètre 3 de ce détecteur ODS enregistre Ez, l'éclairement à partir du ciel libre E correspond à E - K. Ez expression dans laquelle K représente la constante définie par la relation concernant le bottier 1 représenté en fig. l. Le flux incident F qui traverse l'orifice d'admission en 111 pour arriver à la zone exposée (2r2) du photomètre 2 peut s'exprimer comme suit L'éclairement moyen Ez sur a zone exposée (2r2) précitée peut s'écrire : E - K.Ez La mesure s'effectue autour du zénith et si l'on suppose que l'éclairement Lz est constant dans la zone correspondante, K peut s'écrire Si l'on pose : K = K' # E/Lz alors K' peut être exprimé comme suit On donnera ci-après un premier exemple #1 = 14,26 #2 = -5,0 r2 = 0,0205 m r = 0,0100 m d - 0,120 m &alpha; = 5,0 On obtient alors le résultat K' - 47,5 Si l'on suppose que le ciel se trouve dans des conditions uniformes K = # K' = 149,3 Suivant un autre exemple #1 = 10,0 92 = r2 = 0,012 m r1 = 0,036 m d - 0,270 m &alpha; = 7,6 On arrive alors au résultat suivant K' = 18,3 En supposant là encore que le ciel est uniforme K = # K' = 57,4 L'éclairement à partir du ciel libre peut autre considéré comme la valeur obtenue en multipliant la cons@aute K, ai@si déterminée en fonction de la forne et de la dimension du détecteur extérieur ODS, par la valeur qu'enregistre le photomètre @@ Ainsi le détacteur ODS auivant l'invention s'avère utile po@@ obteuir on facteur précis de l'éclairement par la lumière du jour même dans les zones où @@ @ouvent des maisons rapprochées les unes aux a@t@es. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu@elle se limite @ullement le domaine de l'invention dont on ne sortIrait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents REVENDICATIONS 1. Détecteur extérieur propre à déceler l'éclairement à partir d'un ciel libre de tout obstacle, caractérisé en ce qu'il comprend un bottier dont la paroi intérieure est peinte en noir, ce bottier comportant dans sa paroi supérieure un orifice d'admission propre à laisser passer la luminosité zénitale ; un photomètre directement monté au-dessous de l'orifice précité à une distance prédéterminée de celui-ci et destiné à engendrer des signaux électriques en réponse à la quantité de lumière reçue ; et des cloisons séparatrices disposées å l'intérieur dudit bottier à des intervalles arbitraires les unes des autres entre l'orifice d'admission précité et le photomètre, chacune de ces cloisons comportant un orifice de passage de lumière et lesdites cloisons étant destinées à empécher que la lumière réfléchie ou diffusée par la paroi intérieure du bottier ne vienne frapper le photomètre. 2. Détecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une suspension à la cardan propre à régler l'orientation de l'orifice d'admission de lumière prévu sur la paroi supérieure du bottier, ainsi qu'un étrier relié à cette suspension et destiné à permettre de faire reposer le bottier sur le sol. 3. Détecteur extérieur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il utilise la relation E - KEz dans laquelle E désigne l'éclairement à partir d'un ciel libre de tout obstacle, Ez la sortie du photomètre, tandis que K est défini par une fonction du rayon rl de l'orifice d'admission de lumière prévu dans la paroi supérieure du bottier, du rayon r2 de la surface du photomètre exposée å la lumière et de la distance d entre la paroi supérieure du bottier et ladite surface exposée à la lumière du photomètre.