Azimut du soleil et jardinage

9 janvier 2014

Le soleil ne luit pas de la même façon en hiver qu’en été. Plus exactement, il ne s’élève pas au même niveau dans notre horizon et cela est lourd de conséquences pour notre jardin. Quelques explications.

La course du soleil au fil des saisons : azimut et ombres projetées

Nous venons de passer le solstice d’hiver, moment de l’année où les nuits sont les plus longues et les journées les plus courtes. Le temps est bien maussade, les pluies fortes et le jardin parfois peu abordable. Le jardinier ne s’y attarde pas, il accomplit rapidement les tâches nécessaires et rentre à l’abri. Il observe donc un peu moins que d’ordinaire ce qui se passe au jardin et, en particulier, ne remarque pas que certaines parties du jardin sont à l’ombre beaucoup plus longtemps que le reste de l’année .

1 Neige

 

L’azimut

L’importance des ombres projetées au jardin en hiver est la conséquence d’un phénomène bien connu des astronomes : la variation de l’azimut du soleil au cours des saisons. L’azimut est l’angle, dans le plan horizontal, entre la direction d’un objet et une direction de référence, c’est à dire l’arc de l’horizon compris entre le méridien et le cercle vertical de l’astre. En astronomie, on compte l’azimut à partir du sud. Ainsi, au moment du passage du soleil au méridien, l’azimut et l’angle horaire du soleil sont tous les deux nuls. Au cours de l’année, la terre s’orientant de façon différente par rapport au soleil, l’angle des rayons lumineux varie également, comme schématisé ci-dessous :

 

3 Schéma azimut

Source : images internet sur la course du soleil

 

Ainsi en été, le soleil est ‘haut dans le ciel’, les rayons tombent droit sur nos têtes et les ombres projetées très courtes. Au contraire, en hiver, l’inclinaison est maximale, et les ombres très longues. Au lieu de sentir le soleil sur nos têtes, on le voit loin et bas dans le ciel, comme sur les images ci-dessous.

2 1Azimut soleil 12 2Azimut soleil 32 3Soleil et lune

 

Une application pratique : le gnomon

Pour matérialiser ce phénomène, on a construit au Jardin des Merlettes un cadran solaire qui comprend un gnomon. C’est un poteau planté droit dans le sol et qui projette sur celui-ci l’ombre du soleil. Il sert de calendrier car l’ombre est projetée à midi le long d’une réglette centrale . Le changement de la longueur de cette ombre reflète la position du soleil dans le ciel et varie donc au fil des saisons. Au solstice d’été, les ombres, très courtes, sont projetées sur la courbe rouge ci-dessous en forme de parabole (photo de gauche) ; aux équinoxes, elles sont projetées le long d’une ligne droite (en bleu clair) ; au solstice hiver elles sont projetées sur la parabole bleu foncé.

La photo du centre montre la petite merlette en poterie (de Saint Amand en Puisaye) perchée au sommet du gnomon. Le cadran solaire ‘traditionnel’ est constitué par l’axe incliné qui soutient le gnomon vertical. Sur la photo de droite, le gnomon et le cadran solaire en hiver. On distingue bien les deux projections au sol, celle du gnomon indique la date, celle du cadran indique l’heure.

4 1Gnomon 1ère esquisse4 2Mosaïque sables et gravier4 3Gnomon hiver

Voir le verger conservatoire du jardin et le cadran solaire

Voici quelques exemples qui soulignent les très importantes différences entre ombres d’hiver et ombres d’été. Le gnomon mesure deux mètres de haut. Il projette à midi une ombre de 2,18m sur le sol lors des équinoxes (21 mars et 21 septembre). Cette ombre se raccourcit à 0,89m à midi lors du solstice d’été (21 juin). En revanche, elle s’allonge à 5,78m lors du solstice d’hiver (21 décembre). Ces différences sont bien plus importantes en début et fin de journée. Ainsi à 8 heures et 16 heures, les ombres portées ont respectivement des ordonnées de 0,23m au solstice d’été et de 71,39m au solstice d’hiver.  Une haie de 2m de haut plantée au sud d’un jardin met donc celui-ci à l’ombre  sur une largeur de 71m en début de matinée et en fin d’après midi en hiver et sur plus de 6m la quasi totalité de la journée !

Les coordonnées exactes des ombres projetées selon le jour et l’heure nous ont été communiquées par Monsieur Aubry, de la Société Française d’Astronomie. Ceci nous a permis de construire les lignes repères. Elles ont ensuite été vérifiées sur place, au cours des saisons.

Consulter les coordonnées horaires du gnomon

Observation des ombres projetées par le soleil sur le jardin

Donc les ombres s’allongent en hiver. Voici ci-dessous quelques exemples de photos prises en milieu de journée hivernale dans le jardin de Cosne. A regarder ces clichés, on pourrait croire que le jardin est entouré de hautes habitations, mais ce n’est pas du tout le cas. Simplement, en hiver, le moindre mur projette une ombre bien longue. Sur la photo du centre, on voit combien le pas japonais dans la pelouse est mis en relief par les rayons rasant le sol.

5 1Ombre partielle 25 2Ombres pas japonais5 3Ombre partielle

 

En pleine campagne, au Jardin des Merlettes  par exemple, les rayons rasants mettent en valeur  le moindre relief :

 

6 1Relief sol6 2Ombres JDM hiver6 3Traces neige

 

Les conséquences pour le jardin

Comme on le voit sur la photo ci dessous, le moindre objet devant le soleil se projette en bien plus grande taille au sol. Or cette ombre n’est pas anodine car elle empêche  la neige ou le gel de disparaître et le sol de se réchauffer. On constate nettement que les parties de la pelouse sur lesquelles le soleil brille ont complètement dégelé. En revanche, les parties où l’ombre se projette, y compris bien sûr la projection de la fontaine, restent gelées.

 

7 Contraste soleil et ombre

 Comparons maintenant notre jardin, qui reçoit un peu de soleil, avec le  jardin voisin, situé au nord d’une grande maison et qui reste à l’ombre toute la journée. Le phénomène est encore plus marqué et ce jardin a  été recouvert de givre pendant tout l’épisode froid (mais non neigeux) de décembre 2013.

9 Comparaison 2 jardins

 

Ce phénomène est important pour les jardiniers pour deux raisons principales. D’une part, la lumière est absolument essentielle aux plantes. D’autre part, le sol reste beaucoup plus froid. Certaines plantes un peu frileuses peuvent donc avoir plus de mal à s’acclimater.

Cependant, le jardinier peut ne pas se rendre compte que le soleil n’atteint pas certaines parties de son jardin en hiver. Le seul moyen de faire un bilan réaliste de l’état d’ensoleillement consiste à relever les ombres projetées sur chaque partie du jardin au cours d’un jour ensoleillé, par exemple à 9h, 13h, 17h (des heures où il fait jour tout au long de l’année) et à noter les surfaces baignées par les rayons du soleil. Dès que l’on remarque une zone plus souvent à l’ombre, on évalue l’ampleur du phénomène en rapprochant les observations jusqu’à trouver sa fenêtre lumineuse, c’est à dire l’intervalle de temps pendant lequel le soleil atteint ce parterre. Cette fenêtre changera pour chaque partie du jardin, en fonction des arbres ou bâtiments qui se trouvent dans ou autour du jardin.

Le résultat de ces observations vous étonnera peut être. En effectuant ce relevé sur un parterre du jardin, nous nous sommes nous mêmes rendu compte qu’il ne recevait les rayons du soleil que pendant 3 heures par jour pendant une grande partie de l’hiver.

On comprend alors pourquoi certaines plantes poussent mal : il fait très froid à l’ombre. Dans notre région, sauf épisodes de grand froid  la glace formée la nuit fond rapidement au soleil pendant la journée. Mais à l’ombre, elle demeure.  Le jardin voisin est ainsi à l’ombre une grande partie de l’hiver …

10 Jardin tout à l'ombre

 

Il faut parfois prendre un peu de recul pour mieux apprécier l’importance de l’ombre portée par certains bâtiments. Les photos ci-dessous sont des images ‘Google earth’ de la place Bad Ems, à Cosne. Sur la vue aérienne (photo de gauche)  on remarque le grand bâtiment du Tribunal  (à gauche de la photo) et, devant lui, un parking d’environ 30 m de large et 70 m de long. La photo du centre, prise vers midi, vue en élévation, montre que la totalité du parking se trouve à l’ombre projetée par la rangée de maisons à droite. En hiver, ce parking est quasiment tout le temps à l’ombre, une vraie patinoire quand il y a du verglas et la neige y reste longtemps. En été, en revanche, il est toujours en plein soleil, une vraie fournaise.

11 1AZ Vue aérienne Cosne 211 2AZ Projection ombre sur façade opposée11 3AZ Tribunal

 

Application pratique : la création de jardins

Il est donc très important de réfléchir avant de planter arbres et arbustes : leur influence sur le reste du jardin est bien plus importante que ce que l’on croit en général, par manque d’observation ou d’expérience. Un créateur de jardins avisé intégrera donc aussi ces réflexions ‘lumineuses’ dans son projet. C’est une des raisons pour lesquelles Gilles Prilleux, qui anime le stage de création de jardins, demande toujours aux participants d’apporter des photos aériennes de leur jardin ou du moins, de répertorier tout ce qui l’entoure, de près, ou de plus loin.

 


Laisser un commentaire