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PRINCIPE ET FONCTIONNEMENT DU CADRAN "GUYOUX"
© Paul Gagnaire

1°) La table de lecture du cadran est installée dans le plan de l'équateur céleste, ce qui exige, de la part des "clients de l'abbé Guyoux un réglage convenable de l'orientation et de l'inclinaison de l'instrument. Cette table lecture, réduite à une simple couronne horaire, en bronze ou en laiton doit faire face, exactement, au Nord gographique vrai et elle doit s'élever au dessus de l'horizon local d'un angle égal au complément de la latitude. Il ny a pas d'organe de réglage. Seul le support de cette couronne horaire, constitué de deux volutes en fer forgé, est à relever ou à abaisser par force.
D'origine, l'ouverture des volutes doit procurer la latitude 45° ou 46°, convenables au terroir de l'abbé. Un degré en latitude n'est rien, mais ouvrir ou refermer de 1° ces pièces de ferronnerie n'est pas une mince affaire. Il suffit pour s'en convaincre de regarder le cadran du château du Pizay, redressé presque à l'horizontale, comme pour une latitude quasi-polaire!
Toutefois, sur certains de ces cadrans, les volutes en fer forgé reposent sur un quadrilatère en cornières métalliques doté d'un pied à chaque angle. Par des rondelles interposées entre ces pieds et le dessus de la stèle où il fallait les visser, on pouvait obtenir une correction de la latitude d'origine, de plusieurs degrés, vers le Nord ou vers le Sud.

2°) Le fait que la couronne horaire soit équatoriale entraîne, comme conséquence, l'égalité des angles des lignes horaires entre elles soit:
       1 heure ..................15°
       1/2 heure ................7°, 5
       1/4 heure ................3°, 75
       5 minutes .................1°, 25
       1 minute ..................0°,25
La graduation de la couronne, qui va jusqu'à la minute de temps, s'en trouve très facilitée.

3°) Un cadran équatorial équipé d'un style polaire ordinaire fonctionne six mois par an par sa face supérieure et les six autres mois par sa face inférieure. En effet, le Soleil reste six mois au nord de l'équateur et les six autres mois au sud. En outre, à proximité des équinoxes, le cadran ne fonctionne pas bien parce que le Soleil se trouve dans son plan.


Fig. 6 : Clavius

Mais, bien avant l'abbé Guyoux, avait été imaginé un système remplaçant le style et son ombre par une alidade tournante dont une branche est percée d'un oeilleton, tandis que l'autre branche est constituée d'une plaque-écran où le rayon de Soleil, après avoir traversé l'oeilleton, forme une petite tache lumineuse.
Un tel système est illustré par notre figure 6 qui représente le cadran équatorial à alidade décrit par le célèbre jésuite allemand Christophe CLAVIUS (1537-1612).

Quand l'alidade est tournée, convenablement, vers le Soleil, un rayon traverse l'un des deux oeilletons, celui du haut en été, celui du bas en hiver, et tombe sur la plaque-écran dont le trait vertical médian indique l'heure vraie sur la couronne horaire, tandis que des échelons horizontaux procurent la date approximative et le signe zodiacal où se trouve le Soleil.

4°) L'abbé Guyoux perfectionna ce système comme le montre notre figure 7. Il se contenta d'un seul orifice au milieu d'un bras de l'alidade, mais l'équipa d'une petite lentille basculante de 4 dioptries, dont la distance focale de 0m,25 était égale à la distance de l'autre branche. Ainsi, la tache de lumière était censée être toujours bien ronde, nette et sans bavures périphériques. Sur ce point on lira avec fruit la documentation de la Société Astronomique de France de Novembre 1999.
Sur la branche qui portait la plaque-écran était dessinée la courbe en 8, avec l'initiale du nom de chaque mois, gravée à l'emplacement de la tache de lumière, au premier jour du dit mois. Un trait médian procurait l'heure vraie.
Le consultant avait donc le choix, ou bien de faire tomber le rayon de Soleil sur le trait médian pour connaître le temps vrai, ou bien de le faire arriver sur la courbe de Fouchy et d'aller lire l'heure moyenne à l'arrivée du trait médian sur la couronne horaire. Notre figure 8 montre l'allure générale de la courbe en 8 de l'abbé Guyoux. Il faut remarquer que, par la suite, on a fait mieux, par exemple à Montagnieu, près de La Tour du Pin, où, en 1936, le célèbre abbé Bernard Kart obtenait, en lecture directe, grâce à des index de l'alidade, les temps vrais et les temps moyens de Montagnieu, de Paris et de Greenwich.


Fig. 7 : Principe Guyoux

5°) La précision de lecture, sur un cadran Guyoux, était de l'ordre de la minute de temps et la date pouvait s'estimer à quelques jours près.


Toutefois, deux défauts persistaient:

a) lorsque la tache lumineuse s'écarte de la ligne des équinoxes, allant vers le haut, en hiver ou vers le bas, en été, la distance parcourue par le rayon de Soleil devient plus grande que la distance focale de la lentille et la tache devient, inévitablement, baveuse, sans que, pour autant, ses indications ne deviennent erronées.

b) il en va de même, mais dans des proportions infiniment moindres, lorsque la tache s'écarte vers la droite ou vers la gauche, puisque la plaque-écran est plane et que seule la ligne médiane tombe sur la circonférence de la couronne horaire.

Il aurait fallu imaginer une plaque-écran cintrée, à la fois dans sa hauteur et dans sa largeur. C'est ce que réalisa, en 1860, un ingénieur parisien, M. FLECHET, qui remplaça la plaque par une calotte sphérique dont tous les points étaient à la même distance du foyer de la lentille. Il fit breveter son invention sous le nom de "chronomètre solaire". Il n'est pas rare d'en rencontrer dans les musées et les collections particulières.
Mais il reste encore, et pour toujours, le fait que l'équation du temps n'est pas stable au cours des siècles et les belles formes du huit sont éphémères !