ESTIMATION DE L’INDICE DE CLARTE JOURNALIER EN QUELQUES SITES DU BURUNDI A L’AIDE DE DUREES RELATIVES D’ENSOLEILLEMENT
Loading...
Date
2023-11
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
UB-ENS, MASTER EN DIDACTIQUE DES SCIENCES
Abstract
Dans ce travail, la nécessité de la modélisation comme technique (alternative à la mesure) d’acquisition des données sur le R.S, a été motivée. On a ensuite cherché à établir, pour des sites choisis au Burundi, diverses formulations reliant, en termes de moyennes mensuelles des valeurs journalières, l’irradiation solaire globale sur une surface horizontale G (via l’indice de clarté, 𝑘𝑡), à la durée réelle d'ensoleillement S (via chacun des deux types suivants de durée relative d'ensoleillement : 𝑠𝑟 𝑒𝑡 𝑠′𝑟). A cet effet, des données des moyennes 𝑆̅ et 𝐺̅ (de S et G respectivement) ont été recueillies au sein de l’IGEBU. Elles se rapportent à une assez longue période de temps (20 ans ou légèrement plus) et aux six sites ci-après : Bujumbura-Aéroport, Gitega-Zege, Imbo-SEMS, Musasa, Ruvyironza et Rwegura. Puis, pour chacun de ces sites et des 365 jours d’une année normale, les valeurs des grandeurs ci-après ont été déterminées : durée théorique d’ensoleillement journalier (𝑆𝑜), durée théorique d’ensoleillement journalier (𝑆′𝑜) modifiée compte tenu de l’horizon naturel du site (au lieu de son horizon astronomique), irradiation solaire journalière hors atmosphère sur une surface horizontale (𝐺𝑜). Les moyennes mensuelles 𝑆̅𝑂̅,̅𝑆̅̅′ 𝑂 et 𝐺̅𝑂 en ont été déduites. Ensuite, pour chacun des six sites, des échantillons de 12 valeurs mensuelles des deux couples de variables (𝑥 = 𝑠̅𝑟=𝑆̅𝑆̅𝑂 , 𝑦 = 𝑘 ̅𝑡 =𝐺̅𝐺̅𝑂) et ( 𝑥′ = 𝑠̅′ 𝑟 = 𝑆̅𝑆̅′𝑂 , 𝑦 = 𝑘 𝑡 =𝐺̅𝐺̅𝑂) ont été constitués. Pour chacun de ces six sites également, les cinq couples de (ou les dix) formulations suivantes 𝑦 = 𝑦(𝑥) et 𝑦 = 𝑦(𝑥′) , de type modèle d’Ångstrӧm-Black (ou d’Ångstrӧm-Prescott) et modèles associés, ont été établies : (i) relations linéaires simples, (ii) fonctions logarithmiques, (iii) fonctions exponentielles, (iv) fonctions puissances, (v) polynômes du second degré. La performance de chacune de ces formulations (notée sous forme d’une régression linéaire, simple ou double selon le cas) a été évaluée à l’aide des cinq variables statistiques complémentaires ci-après : le coefficient de corrélation (R), celui de détermination (𝑅2), l’écart moyen (MBE) entre les
valeurs calculées et celles mesurées de la variable y, leur écart quadratique moyen (RMSE) et la variable t de Student.
Les résultats de ce travail ont été commentés entre autres en termes : (i) des variations saisonnières (par site) des moyennes 𝑆̅ 𝑒𝑡 𝐺̅ ; (ii) du classement des six sites par ordre décroissant des moyennes annuelles de 𝑆̅ , 𝐺̅, 𝑠̅𝑟̅ , ̅𝑠̅′ 𝑟 et 𝑘 ̅𝑡 ; (iii) du classement des six sites selon le degré de performance de l’ensemble des dix formulations ; (iv) du classement des dix types de formulations sur l'ensemble des six sites.
Comme faits saillants de ces résultats, il ressort essentiellement que : (i) les moyennes annuelles de 𝑠̅𝑟 , 𝑠̅′𝑟 𝑒𝑡 𝑘 ̅𝑡 caractérisent un ciel moyennement clair ou partiellement nuageux aux sites de cette étude ; (ii) vis-à-vis des valeurs de chacune des cinq variables statistiques (R, 𝑅2, 𝑀𝐵𝐸, 𝑅𝑀𝑆𝐸 𝑒𝑡 𝑡 ), toutes les 60 formulations obtenues ont des niveaux de performance très satisfaisants ; (iii) pour les sites et données de cette étude, l’utilisation de la variable indépendante 𝑥′ = 𝑠̅′𝑟 = 𝑆̅𝑆̅′𝑂 présente un léger avantage (p/r à 𝑥 = 𝑠̅𝑟 =𝑆̅𝑆̅𝑂) dans l’estimation de la variable dépendante 𝑦 = 𝑘 ̅𝑡 = 𝐺̅𝐺̅𝑂 ; (iv) les intervalles des valeurs de R, 𝑅2, 𝑀𝐵𝐸, 𝑅𝑀𝑆𝐸 𝑒𝑡 𝑡 de cette étude, cadrent bien avec les gammes des valeurs obtenuesdans d’autres travaux sur ces variables et pour les mêmes types de formulations.
Description
Mémoire présenté et défendu
publiquement en vue de l’obtention du
grade de master en didactique des
sciences physiques