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Cadrans solaires de base
Cadran équatorial




cadran équatorial
Cité interdite - Pékin

Un cadran équatorial ou cadran équinoxial est un cadran solaire dont la table se situe dans un plan parallèle à l'équateur.
Le style placé dans le plan du méridien local est perpendiculaire à la table du cadran. Son inclinaison par rapport au plan horizontal est égale à la latitude.

Les lignes horaires sont équidistantes de 15 °, la ligne de midi corespond à la plus grande pente, dans le plan du méridien.
La lecture de l'heure se fait :
- sur la face supérieure (face orientée vers le Nord), éclairée au printemps et en été (de l’équinoxe de printemps à l'équinoxe d’automne)
- sur la face inférieure (face orientée vers le Sud) éclairée l'autre moitié de l'année

Le cadran équatorial permet une correction facile de l'heure : il suffit de faire pivoter la table du cadran de l'angle correspondant au décalage : par exemple 15 ° pour un écart d'une heure.



Construction d'un cadran équatorial


Calculer et tracer un cadran équatorial
[ Choisir Inclinaison z = 90° - φ Déclinaison D = 180° pour la face Nord]
[ Choisir Inclinaison z = 90° - φ Déclinaison D = 0° pour la face Sud]

Ce cadran est simple à construire. Aucun calcul n'est nécessaire. Sa précision dépend de son orientation.

Matériel
  1. une plaque de contreplaqué marine 50cm x 50 cm, épaisseur 10 mm pour la table
  2. une plaque de contreplaqué marine 50cm x 50 cm, épaisseur 10 mm pour le support (facultatif, le cadran peut être posé sur une surface plane quelconque)
  3. une tige filetée de 30 cm avec deux écrous et deux rondelles pour le style
  4. un disque de plexiglass de rayon 20 cm (facultatif, ce disque permet éventuellement de se caler sur l'heure légale) pour la partie mobile
Etape 1

Tracé des lignes horaires sur les deux faces (Nord et Sud) de la table

Procéder aux tracés sur la face nord : fig1
- déterminer le centre de la table en prenant l'intersection des deux diagonales
- tracer la ligne de midi (ligne perpendiculaire) passant par le centre
- tracer un cercle de rayon 20 cm
- diviser ce cercle en secteurs de 15 ° à l'aide d'un rapporteur
- tracer les lignes horaires de 4h à 20 h (dans le sens des aiguilles d'une montre) comme sur le schéma fig1
Procéder aux tracés sur la face sud : fig2
- tracer les lignes horaires de 6h à 18h (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre) en suivant les mêmes indications
Percer au centre le trou pour le passage du style au diamètre de la tige filetée

Etape 2
Fixation du style

- fixer le style sur la table à l'aide des écrous et rondelles
- régler la longueur qui dépasse côté Sud de telle sorte que l'angle du style et du support soit égal à la latitude

La longueur L peut être déterminée par le calcul
où a désigne la longueur du côté de la table
  etla latitude du lieu

Exemple : a = 50 cm = 48° 10'
L = 22,5 cm

- vérifier que le style est bien perpendiculaire à la table

Etape 3
Tracé des lignes horaires sur le disque mobile (face Nord uniquement)
- procéder comme pour les tracés de la face nord de la table (fig1)
Etape 4
Fixation du cadran réalisé sur son support
- faire une petite rainure sur le support pour recvoir la table ( A sur fig3)
- faire un trou de profondeur identique à la rainure pour recevoir le style (B sur fig3)
- placer une cale (A sur fig3) de chaque côté pour solidariser la table de son support. Vérifier que l'angle du style et du support reste bien égal à la latitude.

Il vous reste à placer ce cadran sur votre terrasse ou dans votre jardin. Vérifier que le support est bien horizontal et que l'orientation est convenable (style dans l'axe nord-sud)
Pour obtenir l'heure légale, il suffit de superposer sur la face nord le disque mobile et de le faire pivoter autour du style de sorte qu'il indique l'heure de votre montre. C'est une façon de "remonter votre horloge solaire". Attention, elle se dérègle au fil des jours compte-tenu de l'équation du temps ...

Cadran équatorial armillaire - Sphère armillaire

sphère armillaire
Dangeul (72) - réalisation J.M.Ansel

Sphère reproduisant le globe terrestre, composée d'un axe et de cercles parallèles, inclinée selon la latitude du lieu et dont l'équateur est gradué pour donner l'heure grâce à l'ombre de l'axe de la sphère. La sphère armillaire est un instrument astronomique pour repérer les astres dans le ciel et qui était utiliser pour la navigation maritime.
La sphère armillaire se retrouve sur le drapeau du Portugal comme symbole de son ancienne puissance maritime.

En la modifiant, on obtient une variété de cadran équatorial.


Le demi-cercle équatorial porte les repères horaires. L'heure est indiquée par l'ombre du style.
Le style est perpendiculaire à ce plan équatorial.
Il passe par le centre du demi-cercle.
Il fait un angleégal à la latitude avec le plan horizontal.
La réalisation d'une telle sphère n'est pas des plus aisée à moins d'être un bon bricoleur.


Horloge solaire d'Ernest Bollée (1842)
Square Robert Triger - Le Mans (72)


L’affiche publicitaire réalisée pour la vente des horloges solaires Bollée annonce que « l’appareil est construit de façon à pouvoir être posé partout, dans tous les pays quelqu’en soient la latitude et la longitude et peut donner indifféremment l’heure des Chemins de fer ou de la localité » . Un système perfectionné de réglage permet d'orienter le style selon la latitude et de faire pivoter la table de lecture afin de rectifier les différences entre le temps vrai et le temps moyen.

A consulter :

Paul DECIRON Cadrans solaires de la Sarthe, Association pour la mise en valeur du PETIT PATRIMOINE SARTHOIS - 1996