NOCTURLABE
La
réalisation d'un nocturlabe – cadran de Regiomontanus est un nouveau projet
mené au lycée technique Edouard Branly de Créteil, avec des élèves de seconde.
Il faut maintenant passer de la maquette en carton, à l'objet en laiton…
Le nocturlabe est instrument décrit à la fin du XIIIe siècle par le majorquin Raymond Lulle (Ramon Lull, 1235-1315). Celui-ci décrit un "astrolabium nocturnum" ou "sphera horarum noctis" qui permet de savoir l'heure par "les deux étoiles qui tournent dans le ciel septentrional" (l'Etoile polaire est alors plus éloignée du pôle qu'actuellement). Il s'agit d'un simple cercle percé en son centre, pour viser l'étoile polaire, et pourvu de deux cercles gradués en mois et en heures, basés sur la position de l'étoile b de la Petite Ourse.
Développé au XVe siècle, le nocturlabe fut beaucoup utilisé par les marins pour déterminer l'heure de nuit, et ce jusqu'au XVIIe siècle.
Le célèbre dessin de J. De Vaulx ( Le Havre - XVIe siècle), ci-dessous, en décrit l'usage :
· On règle le petit index sur la date du jour.
· On vise, par le trou central, l'étoile polaire.
· On aligne le bras avec les Gardes, étoiles a et b de la Grande Ourse (d'autres fonctionnent avec l'étoile b de la Petite Ourse).
· On lit l'heure (approximativement l'heure solaire) sur le disque horaire, sous le bras des Gardes.
Les étoiles, dans leur mouvement apparent autour de la Polaire, font le tour (360°) d'Est en Ouest en 23h56m (temps sidéral) de sorte que la position des Gardes en fonction du temps change au cours de l'année. Le nocturlabe est donc pourvu d'un calendrier pour régler la position des Gardes à minuit le jour de l'observation.
Pour des explications sur le temps sidéral (et la constellation de la Grande Ourse), suivre le lien suivant :
La maquette et sa version en DAO
Principe et construction du nocturlabe
On décrit les disques depuis le plus bas (matrice) jusqu'au disque supérieur (bras des Gardes).
Matrice (Calendrier)
La matrice est constituée d'un disque de diamètre 14 cm, plus un trône de suspension dépassant de 2,5 cm.
Cette matrice porte, sur son pourtour, le calendrier annuel et sa
correspondance selon le calendrier zodiacal.
Ces calendriers sont inscrits dans le sens direct (contraire des aiguilles d'une montre).
Le principe de fonctionnement du nocturlabe veut que la date située à la verticale inférieure de l'instrument, corresponde au moment de l'année où, à minuit, les Gardes dans la grande Ourse passent au méridien inférieur :
On a alors sur le même méridien céleste, de haut en bas, l'étoile polaire, les Gardes, et, sous l'horizon (il fait nuit…) le Soleil.
D'après les éphémérides, cela se situe le 6 septembre (le Soleil et les Gardes, aUMa et bUma, ont alors approximativement la même ascension droite).
Il est essentiel que la date du 6 septembre se situe à la verticale inférieure de l'instrument.
1 jour correspond à 360/365,25 ° » 0,986° .
Chaque mois est séparé en trois périodes de 10 jours, 10 jours, et le résidu.
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Mois |
Amplitude (degrés) |
Cumul |
|
6 septembre ® 30 septembre |
24,64° |
24,64 |
|
octobre |
30,55 |
55,19 |
|
novembre |
29,57 |
84,76 |
|
décembre |
30,55 |
115,31 |
|
janvier |
30,55 |
145,86 |
|
février |
27,84 |
173,7 |
|
mars |
30,55 |
204,25 |
|
avril |
29,57 |
233,82 |
|
mai |
30,55 |
264,37 |
|
juin |
29,57 |
293,94 |
|
juillet |
30,55 |
324,49 |
|
août |
30,55 |
355,04 |
|
1 ® 5 septembre |
4,93 |
359,97 » 360° |
Le calendrier zodiacal est à tracer à partir du calendrier annuel, selon les correspondances suivantes (à un jour près) :
|
Bélier |
21 mars / 21 avril |
|
Taureau |
22 avril / 21 mai |
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Gémeaux |
22 mai / 21 juin |
|
Cancer |
22 juin / 22 juillet |
|
Lion |
23 juillet / 22 août |
|
Vierge |
23 août / 22 septembre |
|
Balance |
23 septembre / 22 octobre |
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Scorpion |
23 octobre / 22 novembre |
|
Sagittaire |
23 novembre / 21 décembre |
|
Capricorne |
22 décembre / 20 janvier |
|
Verseau |
21 janvier / 19 février |
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Poissons |
20 février / 20 mars |
Disque 1 (Heures égales)
Le disque 1 a pour diamètre 11 cm.
L'indicateur de minuit dépasse de 1,5 cm, jusqu'au bord de l'instrument.
Il est divisé en 24 heures égales correspondant chacune à 15°, sur une couronne de 1 cm d'épaisseur.
Pour utiliser le nocturlabe, on place l'indicateur de minuit sur la date du jour (c'est la positon des Gardes à minuit solaire, le jour considéré).
Disque 2 (Age de la Lune)
Le disque 2 a pour diamètre 9 cm.
L'indicateur de l'heure lunaire (heure donnée par l'ombre de la lune sur un
cadran solaire) dépasse de 1,5 cm.
Le disque est régulièrement gradué, dans le sens direct (sens trigonométrique), en 29,5 jours (mois lunaire).
Chaque jour correspond à un angle de :
360/29,5 » 12,2°.
Une tache noire est faite de sorte à donner, approximativement, l'aspect de la lune, à travers le trou du disque supérieur.
Le trou du disque 3, correspondant à l'aspect de la lune, est un disque de 2 cm de diamètre, dont le centre est à 2 cm du centre de l'instrument.
Disque 3 (Aspect de la Lune et bras horaire)
Le disque 3 mesure 7 cm de diamètre.
Le bras horaire dépasse de 7,5 cm.
Le schéma tracé sur le disque 3 indique les positions particulières Soleil-Lune-Terre : carré (quadrature), triangle équilatéral (trigone), hexagone (sextile) et, en ligne droite, conjonction (nouvelle Lune) et opposition (pleine Lune).
Pour utiliser l'instrument, on vise la polaire et on aligne le bras sur les Gardes dans la constellation de la Grande Ourse.
Le bras de la Grande Ourse indique l'heure (approximativement l'heure solaire vraie).
Lorsque le bras de la Grande Ourse indique l'heure solaire, en tournant le disque de la lune (disque 2) pour amener l'âge de la lune sous le bras, l'index de la Lune (disque 2) donne l'heure de la lune (c'est à dire l'heure que donne l'ombre de la Lune – lorsqu'il y en a – sur un cadran solaire).