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Du Gnomon au Cadran solaire

21032018

Astronomes jeunes et vieux amateurs.
Il est encore temps ces jours-ci d’édifier son propre « gnomon » chez soi, dans son jardin, sur une terrasse ou sur son balcon. Choisir un pieu, un bâton bien rectiligne d’un peu plus d’un mètre de long et l’enfoncer bien verticalement dans la terre, sa longueur devra être exactement un mètre.
C’est un exercice intéressant pour les enfants et aussi pour les lycéens, car c’est une source de raisonnement géographique et de géométrie dans l’espace.

ATTENTION SURTOUT NE PAS REGARDER LE SOLEIL EN FACE.

Lorsqu’il fait beau par intermittence et que le soleil perce de temps en temps, on peut mesurer la taille de l’ombre portée du bâton, projetée sur la surface de la terre par le rayonnement solaire. Le bâton étant vertical, il est amusant de constater qu’à 10 heures l’ombre mesure approximativement 1,40 mètre (plusieurs mètres au lever du Soleil à partir de la base du bâton). Il faudra mesurer cette ombre de temps en temps, à midi, à treize heures (heure de Paris) puis 16 heures – 18 heures – 20 heures, tant que le Soleil le permettra ainsi que les obstacles présents. Treize heures, heure de Paris est très intéressante car il s’agit de 12 heures en temps universel TU. Il faudra recommencer le lendemain et les jours suivants et tenir une éphéméride qui montrera les évolutions de notre étoile. Le jour de « l’équinoxe de printemps » le nombre d’heures de la journée équivaut exactement au nombre d’heures de la nuit à un moment très précis (à 17h15TU certains affirment 06h29) selon les éphémérides astronomiques spécialisés (L 05.55h – C 18.02). Les jours qui vont suivre vont continuer à augmenter en temps d’ensoleillement par rapport à la nuit, de quelques fractions de seconde jusqu’à quelques minutes et plus et ce jusqu’au solstice d’été (le jour le plus long avec nuit la plus courte). Puis le temps d’ensoleillement diminuera progressivement jusqu’à l’équinoxe d’automne où comme pour celui du printemps, le nombre d’heures d’ensoleillement sera égal au nombre d’heures de nuit – commencera alors le processus contraire, la nuit s’allongera de plus en plus par rapport au jour jusqu’au solstice d’hiver le 21 décembre. Puis l’ensoleillement croîtra progressivement à nouveau jusqu’à l’équinoxe de printemps et le cycle continue inexorablement.

Pour le « Gnomon, cadran solaire », pour être précis, il faut lui inculquer un angle spécial par rapport à la perpendiculaire, verticale à la surface-plan de la Terre du lieu (perpendiculaire à la tangente) et la direction du Soleil. Ainsi l’on pourra lire l’heure exacte naturelle. Le plus simple est de pointer le bout du bâton vers le Soleil à midi TU, c’est à dire 13 heures de Paris, l’ombre se « ratatine » sur elle-même en un seul point. Le point zéro du midi. Ensuite on étalonne les heures par rapport aux angles chaque heure, en constatant que l’ombre s’allonge, alors qu’elle se rétractait le matin.

Lire l’ombre portée du bâton à la verticale est intéressant pour constater le parcours du Soleil à la surface de la Terre. Longueur de l’ombre et l’angle.

Lire l’ombre portée du bâton incliné (vers le Soleil à midi pile) à ce degré déterminé, permet de constater l’heure naturelle, encore qu’il faille que le ciel soit dégagé et beau.

La « croisée » de l’équateur de la Terre avec le plan de l’écliptique se fait le 20 mars, les astronomes ont calculé son temps très précis à 17 heure 15 TU cette année – Cet instant est « le Point Vernal » au-dessus d’un lieu aléatoire, mais en regardant le ciel entre le Bélier et les Poissons. Le méridien de Greenwich étant le méridien de référence géographique. Le point vernal détermine énormément de choses pour les scientifiques astronomes et mathématiciens. Les cartomanciennes et autres diseurs de bonne aventures l’utilisent pour leurs activités.

L’ombre du bâton mesure 1,25 à midi. Mais se ratatine en un seul point sur le cadran solaire (autre bâton incliné). Il existe de nombreux sites d’astronomie, dont les sites officiels internationaux de référence.







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