Cadrans solaires

Un cadran solaire permet de connaître l’heure à partir de la position du soleil. Un dispositif projette sur une surface graduée l'ombre du style ou gnomon éclairé par le soleil. La position de l’ombre sur la graduation correspond à l’heure de la journée. Toutefois, l’heure de l’homme du 21^e siècle est artificielle à plusieurs points de vue. D’abord, nous utilisons une heure moyenne, calculée en faisant une moyenne du mouvement du soleil dans le ciel. Le midi vrai en un même endroit diffère chaque jour du midi moyen de quelques minutes, d’une part en raison de la variation de la hauteur du soleil d’un jour à l’autre, et d’autre part à cause de la trajectoire elliptique de la Terre autour du Soleil. Ces deux phénomènes déterminent l’équation du temps, écart du midi moyen du méridien par rapport au midi vrai. Cet écart, qui est le même sur toute la terre, peut atteindre vingt minutes. En second lieu, depuis le 20^e siècle, les espaces habités sont répartis en fuseaux horaires de 15° environ. Dans un même fuseau horaire, l’heure légale est la même, alors qu’il faut une heure au soleil pour passer au méridien du bord est du fuseau au méridien de son bord ouest. Enfin, certains pays pratiquent l’heure d’été, décalant artificiellement le temps d’une heure pendant une partie de l’année.

Mais ces rappels nous éloignent de notre propos. Certains cadrans solaires indiquent non seulement l’heure, mais la saison. L’heure est  indiquée par l’orientation de l’ombre du style ou gnomon. La longueur de l’ombre du gnomon permet, elle, d’estimer l’avancement du cycle des saisons. Les graduations permettant de lire la saison s’appellent les arcs diurnes. Chaque arc diurne correspond à la trajectoire de l'extrémité de l'ombre sur le cadran à une certaine date de l'année.

Les arcs diurnes que tracent les cadraniers correspondent à des événements tropiques, comme les solstices et les équinoxes. Les arcs diurnes plus précis correspondent aux signes du Zodiaque, c’est-à-dire à la division de l’écliptique en douze parties égales, à partir de l’équinoxe de printemps, le point vernal, qui correspond au début du Bélier. L'arc diurne correspondant à l'ombre la plus longue si le cadran est horizontal est celui du passage du Sagittaire au Capricorne. A l'autre extrémité se trouve l'arc diurne séparant les Gémeaux du Cancer. Le cadran de l'image ci-contre, situé à Cracovie (Pologne) possède un tablier vertical, l'ombre la plus longue se produit au solstice d'été, la plus courte au solstice d'hiver.

 Il est rare de tracer des arcs diurnes correspondant au début des mois grégoriens, parce que les mois grégoriens sont en retard par rapport aux événements tropiques. En revanche les arcs diurnes peuvent être mis en correspondance avec les débuts et fins de mois milésiens. Le solstice d’hiver boréal correspond au début d’unème, le solstice d’été au début de septème, les équinoxes de printemps et d’automne respectivement aux débuts de quartème et de décème. Attention toutefois, cette correspondance est entachée d’écarts, comme l’heure du cadran solaire diffère de l’heure méridienne moyenne, en raison de la trajectoire elliptique de la Terre autour du Soleil. Actuellement, si le solstice d’hiver tombe le 1^er unème (ce qui est le cas de 2005 à 2042), l’équinoxe de printemps est le 29 tertème, le solstice d’été le 30 ou 31 sextème, l’équinoxe d’automne le 2 ou 3 décème. Cet écart n’excède jamais quatre jours par rapport au 1er de mois à 0h UTC, du moins tant que la règle d'intercalation permet de rendre compte des saisons moyennes. D'autre part cet écart ne varie jamais de plus d'un jour d'une année à l'autre.

L'utilisation des mois milésiens est un enrichissement pour l'art des cadraniers. Espérons voir bientôt des cadrans solaires modernes qui les mentionneront.