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LES CADRANS SOLAIRES

Jacques DASSIÉ

      Si l'on a la curiosité de vérifier l'heure de passage du soleil plein sud, on s'aperçoit vite qu'il est rarement midi (solaire) pile...
Notre référence est tantot en avance, tantôt en retard, et parfois d'un bon quart d'heure. Décidément, ça ne tourne pas très rond, là-haut !

       Et les cadrans solaires traditionnels montrent très bien cela : du fait du tracé rectiligne des lignes horaires, ils sont faux, ils sont toujours faux.

L'erreur peut atteindre une vingtaine de minutes et ils ne donnent l'heure exacte que quatre fois par an, au moment où l'analemma
intercepte le méridien sud,
c'est à dire au moment où le soleil passe au sud du lieu à très exactement douze heures locales.

      Anecdotiquement, ceci explique le grand nombre de styles cassés du fait du trop grand nombre de remises à l'heure, par des générations successives... Je revois mon grand-père tirant de son gousset un imposant "régulateur" des Chemins de Fer et contemplant le cadran solaire, s'exclamer "Mais ça ne va pas du tout, il a encore pris dix minutes...".

       L'origine de ces défauts vient des mouvements combinés de l'orbite elliptique terrestre, de l'inclinaison de l'axe terrestre sur le plan de cette orbite et d'autres facteurs, numériquement moins importants. La résultante de ces influences est parfaitement matérialisée par l' analemma ou courbe de l'équation du temps.

 

Passage soleil au Sud le :
Heure
Azimut a 12 heures
11 Février
12:14
175°58'
15 Mai
11:57
183°56'
27 Juillet
12:07
176°30'
4 Novembre
11:44
184°32'

Tableau et courbe montrent bien ce balancement d'environ une demi-heure d'amplitude totale.

      Pour mieux comprendre la genèse cette courbe, imaginons une pièce obscure dont l'un des cotés, exposé au sud , comporte un petit trou projetant un rai de lumière sur le sol. Si, tous les jours, à la même heure, 12 heures locales, par exemple, vous noircissez la petite tache claire, au bout d'une année la suite des points aura tracé un huit aux branches inégales : c'est l'analemma.

La courbe de l'analemma.

Merveilleuse photo de l'analemma prise, dans les années 1970-80.La séance de photo de 50 poses a duré un an (extrait). © Robert C. Victor.

      Le principe d'un cadran solaire corrigeant ces anomalies est évident : il faut remplacer les lignes horaires rectilignes des cadrans classiques par des segments d'une courbe de correction issue de l'analemma.

      De nombreux gnomonistes s'y sont essayés au cours des siècles, sans grand succès car les résultats sont toujours trop confus, pratiquement illisibles. Leurs courbes se recouvrent et on ne sait plus où effectuer la lecture...

      Notre innovation est la suivante : pour éviter ce croisement du huit de l'analemma, principale source de confusion, il faut séparer l'année en deux semestres. L'analemma se présente alors sous forme de deux demi-courbes.

Il suffit de les utiliser comme lignes horaires autocorrigées. Ceci oblige a tenir compte d'une nouvelle donnée : la date approximative puisque il faudra lire l'heure dans le mois en cours. C'est un cadran à lecture mensuelle.

Exemple de réalisation d'un cadran solaire : la position des points est tracée sur un gabarit donné au graveur/tailleur.

Le cadran solaire en fin de gravure, avant la pose du style.

Plan d'un cadran solaire...

... et sa réalisation. (J. Bouyer, graveur)

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