J'ai testé... Dur labeur de lire l'heure ? : des cadrans solaires

En vacances à Serre-Chevalier, j'ai laissé mes fous furieux de mari-enfants-amis s'acharner sur leurs planches par -16° en haut des pistes. Pas maso pour deux sous, j'ai préféré visiter les environs un poil moins frisquets. Ça tombe bien, l'office du tourisme organise des visites guidées culturelles gratuites. L'une d'elle a pour thème la découverte des cadrans solaires. Et causer soleil dans ce coin où on se les caille en hiver n'était pas pour me déplaire...

"Si à 50 ans t'a pas une Rolex, c'est que t'as raté ta vie", il a dit le type. N'empêche qu'un cadran solaire ça a aussi une sacré prestance. Et décrypter son look et comprendre comment il fonctionne est largement aussi (voir plus) passionnant !

Le vieux Village de La Salle-Les-Alpes (05) est un bon cobaye car il compte une quinzaine de cadrans. Ils datent du 18ème siècle pour les plus anciens, d'autres sont très récents. Certains ont une vocation utile, d'autres sont purement décoratifs.

Renaud Philip le guide s'intéresse à tout ce qui touche sa région. Il essaie d'aller au fond des choses "en les rendant simples à comprendre... si j'y arrive ?" On va voir ça... En parallèle, nous ferons des détours par le site perso très riche de Michel Lalos, un gars passionné de cadrans solaires : Les Cadrans Solaires (une avalanche d'infos générales et aussi des zooms sur "nos" cadrans du coin).

A quoi ça ressemble ?

A la base, l'objet en lui-même est relativement simple. Avec le vocabulaire qui va bien : un cadran solaire est composé d'une pointe (= le gnomon ou style) qui projette son ombre sur un support gradué (= la table). Histoire de rendre l'ensemble moins tristounet, l'artisan qui le conçoit (= le cadranier) ajoute souvent des fioritures : initiales ou signatures, devise, motifs divers.

Allez zou, partons à la chasse aux cadrans...

Au passage, Renaud nous parle de Zarbula, le plus célèbre cadranier de la région. Giovanni Francesco Zarbula, personnage un brin mystérieux, est le grand maître incontesté des cadrans avec ses célèbres oiseaux : 

Cadran solaire - La salle (serre chevalier)... par testsdesophie

Côté devises, le latin se taille une bonne part du gâteau. J'aime bien "Vulnerat omnes ultima necat" (= Toutes blessent, une seule tue... Il s'agit des heures bien sûr, et non des femmes !) Dans le village, on peut lire aussi un extrait de roman cher au coeur du propriétaire du cadran, ou encore une maxime en français :

Etonnant, pourquoi des écritures pour des paysans sans doute illettrés ? Ici à la révolution française, 70% des femmes et 90% des hommes savaient lire en fait ! Dans cette région froide, les échanges culturels se faisaient le soir à la veillée. Les prêtres étaient invités et éduquaient les jeunes. Du coup, au 15ème siècle des types signaient des papiers de leur nom,  au 16ème siècle les jeunes hommes partaient comme instituteurs ambulants, au 17ème et 18ème ils se déplacaient en tant que colporteurs libraires qui allaient ouvrir des librairies.

Le jeu de piste continue dans les rues du village...

Mais au fait, comment ça fonctionne ?

Amis allergiques aux maths, ne soyez pas apeurés par des schémas et notions à priori hermétiques pour vous ! Restez avec moi, en fait ce n'est pas si compliqué même si on "n'y connaît rien".

Voici donc un peu de théorie gnomique...

Il y a 4500 ans, on voyait au départ le bidule d'un oeil plutôt simple. Un simple bâton planté verticalement dans le sol et voilà une horloge solaire basique. Il suffisait de regarder l'aspect de l'ombre (sa longueur) pour connaître l'heure correspondante (1h = 1/12ème du jour). Elle tourne en diminuant jusqu'à midi et en se rallongeant ensuite,

Cadran solaire - La salle (serre chevalier)... par testsdesophie

Jusque-là, tout va bien. Sauf que la longueur des jours varie tout au long de l'année. Ben oui. Du coup, avec cette technique de bâton planté perpendiculairement sur son support, on se retrouve avec des heures plus courtes en hiver et plus longues en été (Ou alors faut aller au Pôle Nord ou Sud... pas vraiment pratique. Aaargh !)

Si la manip' foire, c'est que l'axe de rotation de la terre par rapport au soleil est inclinée. Il faut donc pencher le gnomon par rapport à la table d'un angle égal au degré de latitude de l'endroit où on veut lire l'heure (il pointe alors vers l'étoile polaire).

Oui mais... Cela ne fonctionne alors que si la table est posée au sol. Quand on veut mettre un cadran solaire sur le mur d'une maison, la table est perpendiculaire au sol Dans ce cas, l'angle que fait le gnomon avec la table est de 90° moins le degré de latitude

C'est bon, vous suivez ?

Pour dessiner les graduations sur la table, on trace un cercle (360°) que l'on divise en 24 (puisqu'il y a 24h dans une journée) et ça donne une graduation, donc une heure, tous les 15°. Enfin... pour celles orientées plein sud. Sinon forcément ça se complique, il faut reporter l'inclinaison de la façade est-ouest par rapport au gnomon, par une méthode de projection, pour retracer les nouvelles lignes horaires :

Bref, et tout ça pour dire que :
Oubliez les merdouilles Made in China vendues en magasin de souvenirs
C'est du gros n'importe quoi !

OK, OK, tout ça c'est bien beau, mais le but, c'est tout de même de lire l'heure !! Et même pour un cadran juste, des corrections sont indispensables. Hé oui ! Car l'heure solaire locale n'est pas la même que l'heure officielle adoptée pour toute la France (plus simple pour un Breton d'avoir la même heure qu'un Marseillais !) :

La terre a une orbite excentrée par rapport au soleil, et sa vitesse varie sur son orbite, ce qui fait qu'1 rotation de la terre n'est pas exactement égal à 24h. Pas d'bol ! Il faut donc ajouter ou déduire jusqu'à environ 1/4 d'h selon la période de l'année (aux solstices fastoche : c'est zéro) en s'aidant d'une courbe appelée "l'équation du temps".

Comme en prime l'heure de référence est celle calculée au méridien de Greenwich, la longitude de l'endroit où est positionné le cadran s'en mêle : en France, on compte + 1h (heure d'hiver) ou + 2h (heure d'été), et + ou - 4 minutes par d° d'écart avec la position du méridien.

Travaux pratiques (hé hé !)

Prenez vos cahiers et votre stylo, vous avez 5 minutes pour me rendre vos copies !

Bibi observe un cadran solaire (voir photo) positionné sur un mur orienté plein sud et situé à environ 45° Nord de latitude et environ 6° Est de longitude. Nous sommes mi-février et la valeur donnée par l'équation du temps est d'à peu près 15 min. Bibi regarde sa montre, il est 14h30.

Ce cadran solaire est-il juste ?

Cadran solaire - La salle (serre chevalier) le... par testsdesophie

13h10 lu sur le cadran + 15 min (valeur équation du temps mi-février) + 1h (heure d'hiver) - 24 minutes (position par rapport à Greenwich : 6d° x 4 minutes) = à peu près 14h00 sur la montre. Oups, on avait dit 14h30 !! Le cadran est donc faux, l'angle du gnomon est foireux ? Et bien non, regardez bien le look des graduations...

Certains cadraniers choisissent de décaler un peu la graduation pour tenir compte de la longitude par rapport à Greenwich. Puisque celle-ci est fixe, autant ne pas se prendre le chou avec : la graduation Midi n'est pas sur la verticale. Du coup, si on zappe cette correction dans notre calcul, on arrive à l'heure juste de la montre (à peu près à cause des arrondis dans les données du problème). Pour la petite histoire, il faut savoir aussi que le Méridien de Greenwich n'a été adopté comme référence qu'en 1884. Et ce cadran date d'avant ! Ici, l'artisan s'est sans doute basé sur le méridien de Paris, à un peu plus de 2° Est de Greenwich.

Aaargh, finalement, une Rolex ce n'est peut-être pas si mal !

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Vous en voulez encore ?

Facile de se prendre au jeu. J'ai décidé d'aller farfouiller dans les villages du coin pour essayer de dénicher d'autres cadrans solaires. Voici le résultat de mes vagabondages. J'en ai certainement raté, mais la récolte a été bonne ! Si vous ne frôlez pas encore l'overdose, je vous emmène avec moi faire un petit tour dans les environs :

Villard Laté

 Villeneuve

Le bez

Chantemerle

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Bonus

Un petit clin d'oeil découvert sur le net, sur Suchablog. Une pub Mc Do plutôt originale, pour ceux dont l'estomac crie famine quelle que soit l'heure de la matinée :