Retour

LES DIFFERENTS TYPES DE CADRANS SOLAIRES

  Ces cadrans solaires utilisent le polo aussi appelé style. C'est la tige qui donne l'ombre sur la table du cadran et permet de lire l'heure. Cette tige est disposée parallèlement à l'axe du monde.

  Le Cadran équatorial.

Ce cadran s'appelle ainsi car sa table est parallèle à l'équateur. Sous les latitudes plus élevées comme la nôtre celle-ci est inclinée. Ce cadran comporte 2 faces, en effet. le Soleil restant 6 mois au-dessus de l'équateur et 6 mois dessous, la face supérieure est éclairée au printemps et en été, la face inférieure est éclairée en automne et en hiver. Le jour de l'équinoxe de printemps et d'automne les 2 faces sont éclairées simultanément, le Soleil étant situé dans le plan de la table.

 

Le cadran horizontal.

La table du cadran est horizontale. Le style est positionné sur la ligne de 12h. Les lignes horaires sont tracées en fonction de la latitude du lieu. En partant de 6h ou 18 h les lignes horaires se resserrent plus l'on se rapproche de 12h. Le côté gauche est symétrique de celui de droite. Les heures du matin sont à droite et celles de l'après-midi à gauche ( Pour l'hémisphère sud c'est le contraire.) Sauf obstacle, murs, maison, ce type de cadran fonctionne du lever au coucher du Soleil.

 

Les cadrans verticaux.

- Cadran méridional ou plus communément appelé "plein sud" :

Son aspect ressemble au cadran horizontal. Les lignes horaires du matin sont à gauche de 12h et celles de l'après-midi à droite. Le côté gauche est symétrique de celui de droite. La ligne de 12h est toujours verticale. Le cadran ne peut indiquer l'heure avant 6h et ne peut aller au-delà de 18h.

 

 

- Cadran déclinant vers le sud-est ou le sud-ouest:

Lorsque le mur n'est plus orienté face au sud, le côté gauche n'est plus symétrique de celui de droite. Nous devons faire intervenir dans les calculs l'orientation du mur appelé déclinaison gnomonique. Un cadran méridional a une déclinaison de 0°, un cadran de -10° est dit déclinant sud-est de 10°, un cadran de +25° est dit déclinant sud-ouest de 25° etc…

L'inclinaison du style est déterminée par le calcul ainsi que sa position par rapport à la ligne de 12h. Un cadran déclinant sud-est verra son style orienté vers la gauche du cadran et un sud-ouest vers la droite de x degrés.

La ligne de 12h est toujours verticale et les lignes horaires peuvent indiquer l'heure avant 6h du matin et même au lever du soleil pour un cadran sud-est et après 18h jusqu'au coucher éventuellement pour un cadran sud-ouest, cela étant déterminé par les calculs.

 

- Méridienne

C'est un cadran ne comportant que la ligne de 12h. Dans ce cas le style possède une plaque percée d'un trou  et qui fournit sur une zone d'ombre une image nette du Soleil. Ce type de cadran servait à mettre les pendules à l'heure solaire. Su ce croquis figure la courbe de temps moyen.

 

 

- Cadran septentrional ou "plein nord":

Au contraire de ce que l'on pourrait penser, un cadran solaire orienté au nord est possible. Ce type de cadran ne fonctionne que du lever du Soleil jusqu'à 6h du matin et de 18h au coucher du Soleil, et ce passé l'équinoxe de printemps jusqu'à l'équinoxe d'automne. La durée de fonctionnement ira en s'accroissant jusqu'à atteindre son maximum au solstice d'été puisque les jours y sont les plus longs.  La pointe du style au lieu d'être orientée vers le bas remonte vers le haut. Le lever et le coucher du Soleil dépendent de la latitude, ici le cadran est pour une latitude de 49°.

 

 Cadran déclinant nord-est, nord-ouest:

La déclinaison du mur est dans ce cas supérieur à + 90° et inférieur à 180° pour un cadran nord-ouest et inférieur à -90° et inférieur à - 180°. Le style a comme pour le cadran septentrional son extrémité orientée vers le haut. La ligne horaire de 12h ne peut s'y trouver. 

Cadran déclinant nord-est

Les lignes horaires indiquent l'heure avant 6h et jusqu'à l'heure du lever du soleil selon la déclinaison et jusqu'à 1 minute avant 12h, tout cela étant déterminé par les calculs.

 Cadran déclinant nord-ouest

Idem ci-dessus mais les lignes horaires indiquent l'heure à partir de 1 minute après 12h et jusqu'au coucher du Soleil selon la déclinaison.  

 - Cadran occidental:

Ce type de cadran est orienté plein ouest, la déclinaison du mur est alors de + 90°. Son aspect diffère totalement du cadran méridional, les lignes horaires sont parallèles et le style est  placé sur la ligne de 18h. La ligne de 12h n'y figure pas car elle est rejetée à l'infini, les rayons du Soleil rasant le mur. Le cadran est éclairé de 12h au coucher du Soleil.

- Cadran oriental:

Même remarques que pour l'occidental, mais le cadran orienté plein est, la déclinaison du mur est de - 90° et le style est placé sur la ligne de 6h. Le cadran est éclairé du lever à 12h.

 

 

Les cadrans inclinés.

Le principe est le même que pour les cadrans verticaux mais on doit tenir compte de l'inclinaison de la  table. On retrouve tous les cas d'orientation sud, sud-est, sud-ouest, etc…Par contre hormis les cadrans méridionaux et septentrionaux, la ligne horaire de 12 h ne sera pas dans l'axe, elle se situera soit à droite soit à gauche de l'axe du cadran. La ligne de référence à partir de laquelle sera tracé le cadran sera toujours l'axe que l'on appelle ligne de plus grande pente. Ces types de cadrans sont assez complexes à tracer.

Les cadrans polaires.

Ce cadran est orienté dans l'axe est-ouest et la table dirigée vers le sud. 

 

 

Les cadrans analemmatiques.

Ce type de cadran horizontal s'obtient en dessinant une ellipse sur laquelle on place les heures. Sur l'axe orienté dans le plan du méridien on dispose des repères indiquant les dates où doit se positionner l'observateur qui sert alors de style, son ombre se dirigeant vers les heures. Généralement ce type de cadran assez grand se trouve dans les jardins publics, des écoles.

 

 

 

Les cadrans de hauteur.

L'exemple le plus connu est le cadran de berger, cadran portatif. Ce type de cadran se présente comme un cylindre que l'on oriente vers le Soleil de manière à ce que l'ombre du style qui fait un angle droit avec le cylindre se projette sur une ligne verticale correspondant à la date du jour. La longueur de l'ombre indique tout simplement l'heure. D'autres variantes de cadrans de hauteur sont la bague solaire, l'anneau astronomique, etc…Il utilise les variations de la hauteur du Soleil durant la journée.

 

 



La courbe en 8.

Sur certains cadrans on peut voir sur la ligne de midi une courbe en forme de 8 allongée. Cette courbe parfaitement centrée sur  la ligne horaire indique le temps moyen. Le temps moyen tient compte de l'équation du temps que l'on abordera dans la lecture du cadran. Si cette courbe est décentrée vers la droite ou la gauche cela est dû au fait que le cadranier a inclus le décalage du temps dû à la longitude. Dans ce cas on obtient le temps en T.U et l'on pourrait, s'il n'y avait pas l'heure d'été, graver l'heure légale. Il est possible aussi de faire ces courbes pour chaque heure.

Les courbes de déclinaison.

Sur un cadran il est possible de lui faire indiquer le passage des saisons, ces courbes sont des hyperboles pour l'hiver et l'été et une droite aux équinoxes de printemps et d'automne, dans ce cas elle s'appelle droite équinoxiale. Les courbes du zodiaque peuvent aussi être indiquées par ces courbes. On utilise la longueur de l'ombre qui varie au cours de l'année en fonction de la hauteur du Soleil. Par ce même principe il est possible de faire indiquer à un cadran solaire la date, dans la pratique on lui fait indiquer la date de 10 jours en 10 jours car le cadran doit être assez grand pour que les lignes ne se touchent pas.

 

 

Il existe d'autres types de cadrans parmi lesquels :

 

Les cadrans bifilaires.

     Ce cadran a été inventé en 1922 par l'Allemand Michnik. Le style classique est remplacé par deux fils perpendiculaires situés dans des plans différents. L'heure est indiquée par l'intersection de l'ombre des fils

Le cadran de Freeman.

Freeman un Anglais a imaginé en 1978 un cadran indépendant de la latitude. On doit pour l'utiliser connaître la date et la direction Nord-Sud. Le style qui doit être orienté à la main vers le Soleil a la forme d'un hypocycloïde. Inconvénient :  l'heure est mal déterminée pour 6h et 18h. Ce cadran est peu pratique.