Glossaire des termes de gnomonique

La gnomonique est la science des cadrans solaires, et plus largement de la mesure du temps par le Soleil. Ce domaine utilise de nombreux termes techniques en lien avec l'astronomie, la mécanique céleste, les instruments d'observation et de mesure. Cette page donne les définitions des termes les plus courants. Ce glossaire est également disponible en annexe du manuel utilisateur de Shadows.

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- A -

Abscisse – Nom donné à la composante horizontale d'une coordonnée cartésienne. L'abscisse est souvent notée x.

Alidade – Règle graduée et/ou équipée de viseurs, montée sur un axe de rotation, permettant la mesure d'angle. On trouve notamment l'alidade au dos des astrolabes.

Almicantarat – Arc tracé sur un astrolabe, donnant la hauteur d'un astre. Parfois appelé Almucantarat.

Analemmatique – Se dit d'un cadran de forme elliptique dont le style doit être déplacé chaque jour de l'année le long d'une droite, pour indiquer l'heure sur l'ellipse. Les cadrans analemmatiques sont souvent de grande taille, tracés au sol et utilisent comme style, une personne tenue debout.

Analemme – Nom donné à la courbe en huit tracée autour d'une ligne horaire et qui représente les variations de l'équation du temps.

Angle horaire – Angle dièdre formé par le cercle horaire de la direction envisagée et le méridien du lieu. Il est compté, dans le sens rétrograde, parfois en degrés, mais plus souvent en heures, de 0 h à 24 h, ou de -12 h à +12 h. L’angle horaire (H) et l’ascension droite (a) sont liés entre-eux par l’angle horaire du point vernal (T) selon la formule : T = a + H.

Année anomalistique – Durée qui sépare deux passages de la Terre à son périhélie, soit une durée d'environ 365j 6h 13m 53s (soit 365,259641 jours).

Année bissextile – Année comprenant 366 jours par l'insertion d'un jour le 29 février tous les 4 ans. Cette procédure permet d'obtenir une durée de 365.25 jours qui est une première approximation de la durée de l'année anomalistique. Les années dont le millésime est divisible par 4 sont bissextiles, à l'exception des siècles non multiples de 400 ! Cela permet d'obtenir une durée de 365 + 1/4 - 1/100 + 1/400 = 365,2425. Par exemple : 1968, 1996, 2000 sont bissextiles, alors que 1900, 2003 ne le sont pas.

Araignée – Plaque montée sur un astrolabe planisphérique, ouvragée pour voir les graduations de la mère en dessous, et comportant de petits pointeurs figurant les étoiles principales du ciel. L'araignée tourne autour de l'axe central de l'astrolabe. En latin : Rete.

Arc diurne – Trajectoire de l'extrémité de l'ombre du style sur un cadran, au cours de la journée. Cet arc est en général une hyperbole sur un cadran plan à style polaire, sauf aux équinoxes, où l'arc est rectiligne.

Arc des soltices – Arc diurne parcouru lors des soltices. Ces arcs limitent les excursions de l'ombre du style droit sur le cadran.

Arc des décans - Arc diurne parcouru lors d'un changement de décan. Un décan est une subdivision des signes du Zodiaque, correspondant à une durée de 10° de longtude écliptique.

Arc des signes – Arc diurne parcouru lors d'un changement de signe du Zodiaque, aux alentours du 21 de chaque mois. Il y a sept arcs des signes, dont un pour l'équinoxe et deux pour les solstices. Le signe du Zodiaque délimite une durée de 30° de longitude écliptique.

Armillaire - qualifie une représentation de la sphère céleste constituée d'anneaux, figurant en général l'équateur, les méridiens, les tropiques d'une sphère. On parle de sphère armillaire, d'anneau armillaire ou de cadran armillaire.

Ascension droite – Angle dièdre du cercle horaire de la direction et de celui d’un point donné g de l’équateur céleste, dit point vernal ou équinoxe. Elle est comptée dans le sens direct, parfois en degrés, de 0° à 360°, plus fréquemment en heures, de 0 h à 24 h.

Astrolabe – Instrument de calcul astronomique permettant de déterminer des heures de lever et de coucher d'astres, de mesurer des angles et de convertir des coordonnées. On distingue plusieurs types d'astrolabes, tels que l'astrolabe planisphérique, l'astrolabe universel, l'astrolabe nautique, etc.

Azimut – Angle que fait le plan vertical passant par un point donné avec le plan méridien du lieu considéré, compté dans le sens des aiguilles d’une montre en partant du sud (en astronomie), négativement vers l'Est, positivement vers l'Ouest. Les géomètres ont l'habitude de compter l'azimut depuis la direction du nord.

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- B -

Babylonique - Voir Heures babyloniques.

Brachiolus - Bras articulé que l'on retrouve notamment sur l'astrolabe universel de type Saphae Arzachelis, servant à pointer une coordonnée particulière.

Butterfield - Type de cadran portable horizontal, doté d'un style repliable et ajustable en latitude, et dont la table est dotée de plusieurs graduations concentriques permettant de lire l'heure pour plusieurs latitudes. Le cadran de Butterfield est dit cadran de voyage de par sa capacité à s'adapter à la latitude du lieu. Ces cadrans sont souvent réalisés en métal précieux (notamment en argent)

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- C -

Cadran solaire – Surface portant des divisions correspondant aux heures du jour et qui, d’après la projection de l’ombre d’un style éclairé par le Soleil, indique l’heure.

Cadranier – Artisan créateur de cadrans solaires peints, gravés, sculptés ou assemblés en matériaux nobles.

Canonial - se dit d'un cadran vertical particulier, formé par un demi-disque inférieur, doté un style droit, destiné à indiquer les heures des prières chrétiennes. On les trouve en général sur les églises anciennes.

Carré des ombres - abaque que l'on retrouve au dos d'un astrolabe, permettant de convertir une hauteur mesurée à l'alidade en hauteur, connaissant la distance à l'objet.

Cercle (grand cercle, petit cercle) – Un grand cercle est un cercle d'une sphère dont le diamètre est égal au diamètre de la sphère. Les méridiens et l'équateur, par exemple sont des grands cercles de la sphère terrestre. Un petit cercle est un cercle quelconque d'une sphère qui n'est pas un grand cercle. Un parallèle d'une latitude non nulle est un petit cercle.

Colatitude – Angle complémentaire de la latitude, compté à partir du pôle. La colatitude en degré est égale à 90° - latitude.

Coordonnées équatoriales – Ascension droite et déclinaison d’un astre. Système de coordonnées ancré sur l’équateur céleste. L'origine de l'ascension droite est le point vernal; elle est comptée de 0 à 24 heures dans le sens anti-horaire. La déclinaison est comptée de 0 à +/- 90° autour de l'équateur.

Coordonnées horaires – Angle horaire et déclinaison. Ce système est intermédiaire entre le système horizontal et le système équatorial (son usage simplifie les changements de coordonnées). L'origine de l'angle horaire est le méridien local.

Coordonnées horizontales – Azimut et hauteur d’un astre. Ce système de coordonnées est local au lieu d’observation. L'azimut est compté de 0 à 180° par rapport au méridien local. La hauteur est comptée de 0 à 90° au dessus de l'horizon.

Crépuscule - période succédant au coucher de Soleil (ou précédant le lever de Soleil).

Crépuscule civil - Instant où le Soleil atteint 6° sous l'horizon. La clarté du ciel est en général suffisante pour voir autour de soi sans éclairage.

Crépuscule nautique - Instant où le Soleil atteint 12° sous l'horizon. À ce moment, il devient difficile de distinguer la ligne d'horizon sur la mer.

Crépuscule astronomique - Instant où le Soleil atteint 18° sous l'horizon. C'est le moment où l'on considère que la nuit est noire.

Culmination – Point atteint par un astre quand il est le plus haut dans le ciel. La culmination survient en général au passage au méridien.

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- D -

Déclinaison – Distance angulaire entre un point de la sphère céleste et le plan équatorial, comptée de 0° à 90°, positivement vers le nord, négativement vers le sud.

Déclinaison gnomonique – Angle mesuré entre la perpendiculaire à un mur vertical et le plan du méridien local. Il intervient lorsqu'on conçoit un cadran vertical déclinant, c'est-à-dire ne faisant pas exactement face au Sud. Dans l'hémisphère nord, la déclinaison d'un mur faisant face au Sud est de 0°, celle d'un mur face à l'Est est de -90°, face à l'Ouest : +90° et face au Nord : 180°.

Degré d'arc – Unité de mesure d'angle correspondant à 1/360 d'une circonférence de cercle. Le degré est décomposé en 60 minutes d'arc de 60 secondes d'arc.

Devise - Texte sentencieux ou poétique associé à un cadran solaire. Souvent en Latin, la devise peut être dans n'importe quelle langue ou n'importe quel patois.

Diptyque - Se dit d'un cadran portable formé de deux panneaux articulés par une charnière, l'un horizontal, l'autre vertical. Le style est en général formé d'une ficelle tendue entre les deux panneaux. Il s'agit d'un cadran de voyage qui se replie dans la poche.

Distance zénithale – Angle complémentaire de la hauteur, égal à 90°-hauteur. La distance zénithale est comptée à partir du zénith, au-dessus de l'observateur.

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- E -

Écliptique – 1. Plan de l’orbite terrestre autour du Soleil. 2. Grand cercle de la sphère céleste décrit par le Soleil dans son mouvement apparent annuel.

Éphéméride - Table de données en lien avec le temps ou la position du Soleil ou d'un astre. L'éphéméride peut être calculée pour un lieu et/ou un instant donné.

Équateur céleste – Ensemble des lieux de la sphère céleste définis par le prolongement des droites tirées du centre de la Terre et passant par l'équateur.

Équation du temps – La Terre tournant autour du Soleil dans le plan écliptique sur une orbite elliptique, sa vitesse au cours de l’année n’est pas constante (loi des aires), mais maximale lors du passage au périhélie et minimale lors du passage à l’aphélie. Cette vitesse intervient dans l'angle horaire du Soleil qui définit le temps solaire vrai. Par ailleurs, l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre sur elle-même provoque également une perturbation périodique sur l'angle horaire. L'équation du temps est définie comme la différence entre le temps solaire moyen et le temps solaire vrai. Cette équation varie au cours de l'année d'une valeur pouvant atteindre ±16 minutes. L'équation du temps est utilisée dans la conversion entre le temps solaire et le temps moyen.

Équinoxe – Moment de l'année où le Soleil traverse l'équateur céleste. Lors des équinoxes, la durée du jour et de la nuit est équivalente.

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- F -

Fil à plomb - Poids fixé au bout d'un fil, suspendu immobile pour repérer la verticale d'un lieu. Pour éviter que le vent face vaciller le fil à plomb, on peut plonger l'extrémité du poids dans un récipient d'eau. C'est l'un des outils indispensables du gnomoniste ou du cadranier.

Fuseau horaire – Bande de 15° de longitude de large s'étendant du pôle nord au pôle sud, permettant de décomposer le globe terrestre en 24 tranches horaires. Chaque fuseau est plus ou moins centré sur un méridien dont la longitude est multiple de 15°. Le méridien d’origine est celui de Greenwich, qui définit le Temps Universel. Chaque pays utilise en principe l’heure du fuseau le plus proche en longitude, mais ce n’est pas le cas en Europe où la plupart des pays (dont la France) ont adopté le fuseau UT + 1 h. Lorsque l'on change de fuseau, on se décale d'une heure. Néanmoins, certains pays ont un décalage horaire non entier, comme le centre de l'Australie qui est à UT + 9h30 ou le Népal, à UT + 5h45.

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- G -

Gnomique – Sentencieux. Qui exprime des vérités morales sous forme de maximes, de proverbes, de sentences.

Gnomon – Cadran solaire primitif, constitué d’une simple tige dont l’ombre se projette sur une surface plane. Aujourd'hui, on utilise ce terme pour désigner le style droit.

Gnomonique – Science des cadrans solaires.

Greenwich – Ville d'Angleterre située près de Londres. (méridien de) – Méridien passant par l'observatoire de Greenwich, servant d'origine au repérage des longitudes sur Terre.

Greenwich Mean Time (GMT) – Temps égal au temps civil de Greenwich additionné de 12 heures. Attention, pour désigner l'heure du fuseau horaire de l'Angleterre, il faut parler d'heure UT (Temps Universel) et non pas d'heure GMT (erreur commune !).

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- H -

Hauteur – Angle mesuré verticalement depuis l'horizon jusqu'à un astre, exprimé entre -90° et 90°. La hauteur fait partie du système de coordonnées horizontales (avec l'azimut). Au lever et au coucher, la hauteur d'un astre vaut 0°.

Hémisphère – Demie partie d'une sphère séparée par un plan équateur. Sur le globe terrestre, il y a l'hémisphère nord ou boréal et l'hémisphère sud ou austral.

Heures babyloniques – Les heures babyloniques étaient comptées à partir du lever du Soleil (mais avec des heures constantes contrairement aux heures temporaires). Ces heures sont pratiques puisqu'elles donnent le temps écoulé depuis le lever de Soleil. Ces heures étaient utilisées par les Chaldéens, les Egyptiens, les Perses, les Syriens et les Grecs.

Heures d'été – Heure décalée en vigueur entre le printemps et l'automne. En France, l'heure d'été fait passer de UT+1h à UT+2h. Durant le reste de l'année, on parle d'heure d'hiver, mais c'est en fait l'heure « normale ». Les dates de changement d'heure varient d'une année à l'autre et sont établies par décret.

Heures italiques – Les heures italiques étaient comptées à partir du coucher de Soleil de la veille. Ces heures ont été en usage jusqu'à la fin du XVIIIe siècle en Italie.

Heure légale – Heure moyenne du fuseau horaire de rattachement, augmenté éventuellement de l'heure d'été. C'est l'heure de la montre.

Heure moyenne – Heure solaire vraie corrigée de l'équation du temps. L'heure moyenne du fuseau est l'heure légale.

Heure révolutionnaire – Heure décimale composée de 100 minutes de 100 secondes, à raison de 10 heures dans la journée. Cette heure a été établie en 1790 par le conseil révolutionnaire mais n'a jamais été complètement utilisée et a été rapidement abandonnée.

Heure solaire vraie – Angle horaire du Soleil augmenté de 12 heures. L'heure solaire vraie est l'heure donnée par le Soleil sur un cadran solaire simple. Pour obtenir l'heure de la montre, il faut lui additionner l'équation du temps, la correction de longitude et éventuellement l'heure d'été.

Heures temporaires – Heures antiques comptant 12 heures entre le lever et le coucher de Soleil. La durée d'une heure était donc variable durant l'année, de 40 à 80 minutes ! Ces heures sont parfois appelées heures planétaires.

Hypoténuse – Côté d'un triangle rectangle qui fait face à l'angle droit.

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- I -

Inclinaison gnomonique - Angle formé par la table du cadran avec l'horizontale. Un cadran vertical a une inclinaison gnomonique de 90°. Un cadran polaire a une inclinaison gnomonique égale à la latitude du lieu.

Italique - Voir Heures italiques.

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- J -

Jour julien - Nombre permettant une représentation aisée du temps indépendamment des variations des calendrier. Le jour julien est utilisé dans les calculs astronomiques et dans les éphémérides.

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- L -

Latitude – Angle formé entre la verticale d'un lieu et le plan de l'équateur. On compte les latitudes positivement au nord et négativement au sud.

Ligne sous-stylaire – Ligne qui joint les points A et B entre le pied du style polaire et celui du style droit.

Lignes horaires – Lignes permettant de lire l'heure à partir de l'ombre du style.

Lignes de déclinaison – Lignes tracées sur la table du cadran, permettant de connaître la date à partir de l'ombre du style. On trace en général les lignes de déclinaison pour les dates d'entrée du Soleil dans un signe du Zodiaque (correspondant aux déclinaisons 0°, +/-11°29', +/-20°20' et +/- 23°26'). Ces lignes sont aussi appelées arc diurnes.

Longitude – Angle dièdre formé, en un lieu donné, par le méridien du lieu avec le méridien de Greenwich, et compté de 0° à 180°, à partir de cette origine, positivement vers l’ouest, négativement vers l’est.

Longitude écliptique - Angle repérant la position de la Terre sur son orbite (et donc du Soleil apparent) depuis le point vernal. Des secteurs de 30° de longitude écliptique donnent naissance aux signes zodiacaux.

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- M -

Méridien – Lieu des points ayant la même longitude, à la surface de la Terre, formant un demi-grand cercle passant par les pôles et le zénith.

Méridienne – Se dit d’un instrument servant à observer les astres dans le plan du méridien (lunette méridienne). Une méridienne est aussi un cadran solaire donnant l'heure autour de midi et possédant une courbe de temps moyen permettant de régler les horloges.

Midi - Terme indiquant la mi-journée, et par extension en Europe, la direction du Sud.

Midi solaire - Instant correspondant au passage au méridien local du Soleil.

Minute d'arc – Unité de mesure d'angle égale à la soixantième partie d'un degré d'arc. Une minute d'arc contient 60 secondes d'arc.

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- N -

Nord géographique – Direction contenue dans la plan méridien pointant vers le pôle nord géographique. C'est le nord (ou le sud) géographique qui est pris en compte en gnomonique.

Nord magnétique – Direction pointant vers le pôle nord magnétique. C'est la direction donnée par la boussole. Elle varie localement du fait des variations locales du champ magnétique terrestre. Cette direction ne peut être prise en compte pour repérer précisément le méridien.

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- O -

Obliquité de l'écliptique - Inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport au plan de l'orbite terrestre (écliptique). Sa valeur est de 23° 26'.

Oeilleton - Disque troué fixée au bout d'un style polaire ou parfois grâce à des jambes de fixation. Le trou laisse passer un point lumineux sur le cadran pour marquer l'heure.

Ordonnée – Nom donné à la composante verticale d'une coordonnée cartésienne. L'ordonnée est souvent notée y.

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- P -

Point vernal – Point d’intersection entre l’écliptique et l’équateur céleste, qui correspond à la direction du Soleil lorsque sa déclinaison s’annule en croissant (c’est alors l’équinoxe de printemps). Le point vernal est noté ν.

Projection stéréographique - Projection de la surface d'une sphère sur un plan à partir d'un point. Dans le cas d'un astrolabe planisphérique, on projette la sphère céleste sur le plan équatorial, vu depuis le pôle Sud.

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- Q -

Qibla - Direction de La Mecque, indiquée sur certains astrolabes.

Quadrant - Quart de cercle sur lequel un astrolabe replié est tracé. Il permet de réaliser l'équivaleur d'un grand astrolabe sur un instrument moitié moins grand.

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- R -

Radian – Unité de mesure d'angle. On compte 2π radians dans une circonférence de cercle. Un radian vaut 180/π degrés.

Réfraction atmosphérique – Déviation des rayons lumineux provoquée par la variation d'indice de réfraction de l'atmosphère. Cet effet est visible lorsque l'astre est proche de l'horizon. Par exemple, l'image du Soleil est visible à l'horizon alors que le Soleil est encore en dessous. On quantifie en général à 36 minutes d'arc la déviation due à la réfraction.

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- S -

Seconde d'arc – Unité de mesure d'angle égale à la soixantième partie d'une minute d'arc.

Sens trigonométrique – Sens inverse des aiguilles d'une montre. Si l'on considère un cercle, l'origine des angles est compté, en mathématiques, à partir de la droite ; 90° est au dessus ; 180° à gauche.

Solstice – Période de l'année où le Soleil atteint le maximum de sa déclinaison (positive ou négative). Le solstice d'été est autour du 21 juin, le solstice d'hiver est autour du 21 décembre (c'est l'inverse pour l'hémisphère sud).

Sous-stylaire – Ligne correspondant à la projection du style sur la table du cadran. L'angle que fait la sous-stylaire par rapport à la ligne de midi est indicateur de la déclinaison du cadran.

Sphère céleste - Représentation du ciel apparent sur une sphère virtuelle centrée sur le centre de la Terre.

Sphère armillaire – Sphère reproduisant le globe terrestre, 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. C'est une variété de cadran équatorial.

Style – Tige dont l’ombre marque l’heure sur un cadran solaire.

Style droit – Style planté perpendiculairement à la table du cadran. Ce peut être le montant du style triangulaire qui est à angle droit du cadran. Le pied du style droit est repéré dans le logiciel Shadows par le point A. Le style droit est parfois appelé gnomon, notamment sur un cadran horizontal

Style polaire – Style parallèle à l'axe des pôles. Représente l'hypoténuse dans le cas d'un style triangulaire. Le pied du style polaire, vers lequel convergent toutes les lignes horaires, est repéré dans le logiciel Shadows par le point B. Pour certains cadrans, le pied du style polaire est rejeté à l'infini ou à une grande distance du style.

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- T -

Table du cadran – Nom donné au support du cadran, lorsqu'il est plan. C'est sur la table que l'on trace les lignes et les chiffres.

Temps sidéral – Angle horaire du point vernal (T). Il sert à définir les positions relatives des repères équatorial et horaire.

Temps sidéral local – Temps sidéral augmenté de la longitude convertie en temps.

Temps solaire - Voir Heure solaire.

Temps universel – Temps civil de Greenwich.

Tropique – Chacun des deux parallèles du globe terrestre, de latitude 23°26’ N et S le long desquels le Soleil passe au zénith à chacun des solstices. Ils délimitent les régions du globe pour lesquels le Soleil peut passer au zénith. Le tropique du nord est le tropique du Cancer, l'autre étant le tropique de Capricorne.

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- Z -

Zénith – Point de la sphère céleste représentatif de la direction verticale ascendante, en un lieu donné.

Zodiaque – On définit les signes du Zodiaque en divisant la trajectoire apparente du Soleil en douze parties, correspondant à des longitudes écliptiques multiples de 30°. Les signes du Zodiaque dont il est question ici sont les constellations astronomiques situées le long de l'écliptique et non pas les signes astrologiques (lesquels se sont décalés au fil des siècles du fait de la précession des équinoxes). Le soleil change de constellation du Zodiaque pour une valeur déterminée de déclinaison (0°, ±11°29', ±20°20' et ±23°26')

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