Les atlas européens de rayonnement solaire pré-existants comme l’European Solar Radiation Atlas (http://www.soda-pro.com/) ou encore le Photovoltaic Geographical Information System (http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis) correspondent à des ensembles de cartes à l'échelle de l'Europe, ou, au mieux, à l'échelle d'un pays. Typiquement, les échelles cartographiques de telles cartes sont de l'ordre du 1 / 3 000 000.

L’établissement d’un atlas du potentiel solaire à l'échelle régionale au 1 / 200 000 est, à notre connaissance, une première, au moins au niveau national ; il nécessite la prise en compte des phénomènes locaux comme :

• les phénomènes météorologiques liées à l'orographie de la région ;
• les effets d'ombres portées du relief en fonction de la position du soleil ;
• les caractéristiques de diffusion de l'atmosphère (nécessaires à l'évaluation du rayonnement direct et diffus à partir de l’estimation du rayonnement global), notamment relatives à la teneur locale en aérosols.

Ces phénomènes sont en effet à l'origine de variations spatiales locales significatives et potentiellement discriminantes pour le choix de l'implantation, le calcul de rentabilité financière ou encore le dimensionnement de systèmes photovoltaïques ou thermodynamiques de production d’énergie solaire. Une représentation cartographique de l’ordre du millionième ou plus moyenne ces phénomènes qui ne sont alors plus correctement représentés.

L’atlas du gisement solaire en région PACA est un ensemble de cartes à 200 mètres de résolution permettant la caractérisation fine du rayonnement solaire en sommes mensuelles, suivant les composantes globales, directes et diffuses. Basé sur des données d’éclairement solaire HelioClim (commercialisées via le site www.soda-pro.com) et étalonné par des séries temporelles de mesures pyranométriques in-situ, cet atlas a pour objectif de servir de référence régionale pour le potentiel solaire aussi bien photovoltaïque que thermodynamique. Les différents acteurs publics et privés du domaine de l’énergie solaire pourront alors avoir recours à cet atlas pour déterminer, de manière rationnelle et quantitative, des sites d’implantation de systèmes de production d’énergie solaire, de les dimensionner ou encore d’en évaluer, de manière fiable, la rentabilité.

L’atlas s’appuie sur les bases de données de rayonnement solaire HelioClim-3 établies par Mines ParisTech / ARMINES suivant la méthode Heliosat [1] s’alimentant d’images satellitales à 4 km de résolution issues des satellites Meteosat depuis février 2004.

La base de données d’altitude SRTM [2] suivant une résolution d’environ 100 m est utilisée afin de rendre compte, à la résolution de 200 m, des effets d’ombres portées et de variation de l’épaisseur atmosphérique sur l’estimation du rayonnement solaire.

Enfin, un étalonnage de l’atlas a été effectué par des séries temporelles de mesures pyranométrisques in-situ, en sommes journalières, faites à partir de stations météorologiques dédiées au projet ou appartenant au réseau de stations de Météo-France. Cet étalonnage permet l’affinage d’une part de l’estimation des sommes journalières du rayonnement global sur plan horizontal et d’autre part des méthodes de dérivation des rayonnements diffus et direct sur plan incliné à partir du rayonnement global sur plan horizontal. L’analyse statistique des erreurs d’estimation après ces étalonnages avec des stations de validation ou des méthodes de validation croisée permet en outre l’évaluation des incertitudes associées aux différentes estimations de rayonnement.

[1] Rigollier, C., M. Lefèvre, L. Wald, 2004. The method Heliosat-2 for deriving shortwave solar radiation data from satellite images. Solar Energy, 77(2), 159-169.
[2] Farr, T. G., et al., 2007. The Shuttle Radar Topography Mission, Rev. Geophys., 45, RG2004, doi:10.1029/2005RG000183.