Cadrans de type analemmatique à projection centrale


Construction par l'épure

Proposons nous maintenant de réaliser par l'épure un cadran horizontal dont la conique projetée soit un cercle.
Plaçons nous d'abord dans le plan méridien et traçons la ligne d'horizon HH' (Fig. 4a). Si l'épure s'effectue directement sur le plan du cadran, HH' doit être orientée suivant la méridienne, H du coté nord. D'un point I de HH' on tire l'axe polaire PP' incliné de façon que l'angle HIP soit égal à la latitude L du lieu, P correspond alors au pôle nord. D'un point quelconque C, pris sur la demi-droite IP si l'on est situé sur l'hémisphère nord ou sur IP' pour l'hémisphère sud, on trace la perpendiculaire EE' à PP'. Elle coupe HH' au point M qui correspondra au midi du cadran final.

D'un point quelconque B de l'axe du monde PP' on abaisse la verticale ZZ' qui coupe perpendiculairement HH' en O'. Z est choisi du coté du point C par rapport à l'horizon HH' et représente le zénith. Afin d'obtenir le centre de projection O, du point B pour centre, reportons au compas la distance MB sur l'axe ZZ', soit vers le haut en direction de Z soit vers le bas. Dans ce dernier cas, le centre de rotation du style sera situé sous le cadran.

Fig. 4a

Du point M et faisant avec la demi-droite MC l'angle de la déclinaison du soleil pour différentes dates, on trace les demi-droites MF1, MF2, etc... , les angles étant comptés positifs en direction de P. Du point O on tire alors les droites OF1, OF2, etc... qui coupent l'horizon HH' en G1, G2, etc...Ces points correspondent au pied du style pour les différentes dates choisies. Enfin, si on n'a pas prévu de repérer le pied du style pour les équinoxes, tirons la demi-droite OC afin d'obtenir le point C' qui nous servira par la suite.

Il y a deux méthodes pour trouver le centre du cercle projeté qui se trouve sur la droite HH' (Fig. 4b). La première consiste à reporter la distance CM, en posant la pointe d'un compas sur C, de l'autre coté de C sur la droite EE', afin d'obtenir le point N. De O on tire la demi-droite ON qui coupe l'horizon HH' en N'. Le centre J se trouve alors au milieu du segment MN'.
La seconde méthode peut conduire à un tracé sortant de l'épure mais elle donne directement le point J. On trace la droite MB puis de M on tire sa perpendiculaire qui coupe l'axe PP' en T. La droite joignant les points O et T coupe alors l'horizon HH' au centre J.

Fig. 4b

Par rabattement autour de la droite HH' plaçons nous dans le plan de l'horizon et du cadran, traçons alors le cercle projeté de centre J et de rayon JM. Afin de graduer ce cercle en heure, du point M traçons la droite DD' perpendiculaire à HH'. Au compas et du centre M reportons la distance MC sur la droite HH' pour obtenir le point K. De celui-ci tirons en direction de DD' , tous les 15° à partir de HH', dix demi-droites afin d'obtenir les intersections Q1, Q2, etc... De ces points traçons les droites passant par C', elles coupent chacunes le cercle projeté en deux points donnant à chaque fois deux nouvelles graduations horaires. Pour obtenir de la même façon les graduations de 6 et 18 heures il faut tracer la perpendiculaire à HH' passant par C'. La numérotation s'effectue alors dans l'ordre à partir du point M qui correspond à 12 heures en se rappelant que les heures de l'après-midi sont toujours à l'est de la méridienne HH'.

On peut à présent reporter l'épure sur le cadran, dans le cas où elle n'y a pas été tracée, en plaçant HH' sur la méridienne, H du coté nord. Il faut alors fixer le centre de rotation du style dans le plan méridien, à la verticale du point O' et distant de ce dernier de la longueur OO', en dessous ou au-dessus du cadran. Dans ce dernier cas, on peut réaliser un style coulissant à travers l'axe de rotation de façon à pouvoir positionner son extrémité sur les différents repères quelque soit la saison.

Terminons enfin par la présentation de quelques tracés utilisant le calendrier zodiacal. Ils ont été exécutés pour la latitude de 49° nord avec l'axe de rotation du style sur ou sous le cadran et pour différentes valeurs de l'angle CMB.

Axe de rotation au-dessus du cadran

Cadran 1

Axe de rotation au-dessus du cadran

Cadran 2

Axe de rotation sous le cadran

Cadran 3

Axe de rotation sous le cadran

Cadran 4


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Date de création: 31 Août 97