Quatre surfaces sous le même Soleil

1. La normale au panneau A est verticale ; le Soleil est à $45^{\circ }$ de hauteur, donc à $45^{\circ }$ de la verticale : l'angle vaut $45^{\circ }$. La normale au panneau B est horizontale et pointe vers le sud, donc elle fait aussi $45^{\circ }$ avec la direction du Soleil. Le panneau C est perpendiculaire aux rayons : sa normale pointe droit vers le Soleil, l'angle vaut $0^{\circ }$. Le panneau D a sa normale dirigée vers le nord, à $135^{\circ }$ de la direction du Soleil.

2. C d'abord ($\theta =0^{\circ }$, situation optimale), puis A et B à égalité ($\theta =45^{\circ }$ tous les deux), puis D. C'est un résultat instructif : dans cette configuration particulière, un mur exposé au sud reçoit autant qu'un toit plat.

3. Le panneau D tourne le dos au Soleil : il ne reçoit aucun rayonnement direct. Il ne reçoit que le rayonnement diffusé par le ciel et réfléchi par le sol, qui n'est pas nul mais nettement plus faible. Un angle supérieur à $90^{\circ }$ signifie que la surface est à l'ombre d'elle-même.

4. Non. La puissance totale reçue double, puisqu'elle est proportionnelle à l'aire, mais la puissance reçue par mètre carré ne dépend que de l'orientation et reste identique. C'est la confusion classique entre une grandeur totale et une grandeur ramenée à l'unité de surface.