Les cadrans solaires (TPE)

Résumé du document

Le cadran solaire, aujourd'hui décoratif, est avant tout un instrument astronomique d'une précision de l'ordre de la minute. Apparu dès l'Antiquité et succédant ainsi au gnomon, il est constitué de deux parties : le style et le plan du cadran sur lequel sont tracées les lignes horaires. Le style, généralement métallique, projette son ombre sur la table ; lorsque l'ombre se superpose aux lignes horaires, elle indique l'heure. De nos jours, à l'heure de la précision, du rendement, de la vitesse, il permet à l'Homme un retour aux valeurs anciennes.

Extraits

[...] L'alidade a 2 bras fixes, perpendiculaires à la table du cadran. L'un d'eux contient le style ( = oeil par lequel passera le rayon de lumière du Soleil l'autre l'analemme. La largeur des bras est déterminée par la corbe de l'équation du temps. Leur hauteur dépend des dimensions du cadran. l'analemme : contient les points d'impact des rayons du Soleil aux équinoxes et aux solstices. C'est grâce à un tracé spécial des lignes d'heures, réalisés numériquement par ordinateur, qu'aucune correction n'est nécessaire. Ce cadran est précis à 5 secondes. [...]

[...] Il se traduit par son lever, son passage au méridien ( midi vrai ) et enfin par son coucher. Le Soleil se lève et se couche en différents points de l'horizon selon les saisons. On appelle azimut, l'angle horizontal mesuré à partir du méridien, positivement vers l'Ouest et négativement vers l'Est, permettant de repérer la position du Soleil. L'azimut vaut lorsqu'il franchit le méridien d'un lieu. Le Soleil se lève au Sud-Est et se couche au Sud-Ouest lorsque sa déclinaison est négative ( du 23 septembre au 20 mars Il se lève exactement à l'Est et se couche exactement à l'Ouest uniquement aux equinoxes. [...]

[...] C'est la période de révolution sidérale Mais un tour complet en prenant le Soleil comme référence dure 29 jours 12 h 44 min : c'est le temps qui sépare deux phases identiques, par exemple 2 Pleines Lunes ( PL ) ou 2 Nouvelles Lunes ( NL Cette durée est appelée période de révolution synodique ou lunaison On appelle âge de la Lune le temps ( exprimé en jours ) écoulé depuis la dernière Nouvelle Lune. Cet âge est donc compris entre 0 et 30 jours. Pour être utilisable en dehors de la ( PL les cadrans lunaires doivent permettre de corriger l'heure lue en fonction de la phase de la Lune. A chaque phase de la Lune est associé un décalage exprimé en heures. Lors d'une NL, le Soleil et la Lune sont dans la même direction : le décalage angulaire entre ces deux astres est nul. [...]

[...] Celui-ci se déplace en suivant la marche apparente du Soleil et vient frapper un jeu de fibres optiques qui transmettent les rayons à des points lumineux sur un cadran horaire. Les fibres étant commutées l'une après l'autre, les points sur le cadran s'éclairent successivement. Lorsqu'un rayon lumineux pénètre sous un certain angle, appelé angle d'ouverture, il se produit une réflexion totale sur l'enrobage et, par réflexions sucessives, le rayon sort à l'autre extrémité. Intérieurement, l'horloge est constituée d'un capteur, d'un organe, de liaison et d'un récepteur. Le cadran horizontal bifilaire a été inventé en 1922 par le mathématicien allemand Hugo Michnik. [...]

[...] On reconnaît ces cadrans aux corbes très esthétiques en forme de S. C'est la pointe de l'ombre qui indique l'heure. Sa position change au cours de l'année en fonction de la hauteur du Soleil sur l'horizon : le cadran solaire devient donc aussi un calendrier. Pour une meilleure lisibilité, l'héliochronomètre est généralement double : un premier cadran valable pour la période hiver- printemps” et un deuxième valable pour la période été-automne”. Si l'alidade est bien construite, elle sera à midi en temps moyen local. [...]