Comment utiliser un
astrolabe?
Les différentes parties de l’astrolabe
(traduction des bulles sous l’image.)
Bulles (de gauche à droite) : Écrou (axe) / Aiguille (index) / Araignée / Tympan / Matrice ou Mère (Face) / Alidade.
Bulles : Alidade / Matrice (Dos).
La face astronomique de l’astrolabe
Bulles à gauche : Cercle d’altitude (almucantarat), ici 30° au-dessus de
l’horizon / Araignée en rotation sur le tympan et indiquant (par ses pointes)
les étoiles principales ainsi que le cercle de l’écliptique / Tympan fixe,
correspondant aux cercles d’altitude et d’azimut pour une latitude spécifique.
Bulles à droite : Trône (de Dieu) / Limbe de la matrice gradué en 24 heures / Cercle d’azimut, ici direction ouest / Aiguille graduée en déclinaisons / Écliptique, position annuelle du Soleil dans le ciel (graduations extérieures : calendrier ; graduations intérieures : ascensions droites).
Le dos de l’astrolabe
Bulles à gauche : Calendrier et signes du zodiaque en correspondance /
Courbe de l’équation du temps / Alidade (visée des objets célestes à travers
les pinnules).
Bulles à droite : Graduations en degrés (mesure des angles d’altitude) / Carré des ombres (utilisations topographiques).
Comment mesurer l’altitude d’un astre ?
L’altitude (ou hauteur) d’un objet céleste est l’angle sous lequel celui-ci est vu par rapport à l’horizon.
Pour une étoile
Tenir l’astrolabe verticalement devant les yeux par l’anneau de suspension. Tourner l’alidade jusqu’à ce que l’étoile soit visible à travers les deux trous des pinnules.
Lire alors l’angle d’altitude de l’étoile sur le « rapporteur » situé sur le bord au dos de l’instrument.
Sur l’image suivante, l’angle d’altitude (ou angle de hauteur) est de 40°.
Pour le Soleil
On ne regarde JAMAIS le Soleil directement à travers les trous des pinnules (comme on le fait pour les étoiles). À la place, on “pèse” le Soleil.
Pour cela, tenir l’astrolabe verticalement par l’anneau de suspension, le « présenter » au Soleil puis tourner l’alidade de sorte que les rayons du Soleil passent à travers les deux trous des pinnules. L’alidade est en position correcte lorsque les trous sont alignés de sorte que les deux impacts lumineux des pinnules sur le sol se recouvrent pour ne faire qu’un.
On peut alors lire l’angle d’altitude du Soleil en degrés en regardant la graduation marquée par l’alidade au dos de l’instrument.
Comment connaître l’heure le jour ?
Supposons que l’on soit à Grenoble l’après-midi du 1er avril et que l’on veuille déterminer l’heure selon le Soleil.
1. Tenir l’astrolabe verticalement et “peser” le Soleil (voir ci-dessus). Le Soleil est du côté ouest du ciel puisqu’on est après midi.
Lire avec l’alidade l’altitude du Soleil au-dessus de l’horizon : on trouve (par exemple) 30°.
2. Tenir l’astrolabe horizontalement du côté de la face astronomique. Tourner l’araignée sur le tympan (de la latitude de Grenoble) de sorte que la graduation du premier avril (sur le bord extérieur du cercle écliptique) soit au-dessus du cercle d’altitude 30° sur la moitié ouest du tympan.
3. Aligner l’aiguille sur la graduation du 1er avril.
4. Lire l’heure (Heure Solaire Vraie) sur le bord extérieur de la matrice : on trouve environ 15 heures 20.
Bulles : Cercle d’altitude 30° (côté est) / Position du Soleil le 1er
avril / Cercle d’altitude 30° (côté ouest) – le sud est en haut.
Comment connaître l’heure la nuit
Supposons que l’on soit à Grenoble la nuit du 1er avril et que l’on veuille déterminer l’heure d’après la position de l’étoile Altaïr.
1. On suppose qu’Altaïr est visible du côté est du ciel. Tenir l’astrolabe verticalement par son anneau de suspension et viser Altaïr. Utiliser l’alidade pour lire l’altitude d’Altaïr au-dessus de l’horizon : on trouve (par exemple) 20°.
2. Tenir l’astrolabe horizontalement du côté de la face astronomique. Tourner l’araignée sur le tympan de la latitude de Grenoble, de sorte que la pointe représentant Altaïr soit au-dessus du cercle d’altitude 20° du côté est du tympan.
3. Aligner l’aiguille sur la graduation du 1er avril.
4. Lire l’heure (heure solaire vraie) sur le bord de la matrice : on trouve environ 2 heures 30.
Bulles : Placement d’Altaïr sur le cercle d’altitude 20° (côté est) / Position
du Soleil le 1er avril.
Comment calculer l’heure légale
Supposons que nous sommes à Grenoble le 1er avril et que l’on veuille calculer l’heure légale quand l’astrolabe indique 2 heures.
L’heure donnée par l’astrolabe (ou un cadran solaire) est l’heure solaire vraie (HSV).
Pour obtenir l’heure de la montre, l’heure légale (HL), on doit faire quelques calculs.
1. On doit tout d’abord tenir compte de la longitude.
Grenoble est situé à 5° 43’ (soit environ 5,7°) à l’est de Greenwich, et puisque la Terre effectue 360° en 24 heures, on doit soustraire 5,7 ´ 24 / 360 » 0,38 heures, c’est-à-dire 23 minutes à l’heure locale donnée par l’astrolabe pour obtenir l’heure correspondant au méridien de Greenwich.
2. Le deuxième calcul consiste à ajouter une quantité variable E, nommée « équation du temps », à l’heure solaire vraie pour obtenir l’heure solaire moyenne (HSM).
L’équation du temps E est donnée (sur notre astrolabe) par une courbe au dos de la matrice.
Par exemple, le 1er avril, on lit E = + 4 minutes (voir le long de l’alidade en vert sur l’image ci-dessous).
On obtient alors le temps universel (TU) en effectuant le calcul suivant :
TU = HSV – 23 minutes + 4 minutes = 2 heures – 23 minutes + 4 minutes = 1 heure 41 minutes.
3. Troisièmement, pour obtenir l’heure légale en France, on doit ajouter une heure en hiver et deux heures en été.
On obtient ainsi, pour le 1er avril :
HL = TU + 2 = 3 heures 41 minutes.
Comment mesurer une hauteur inaccessible ?
Supposons que l’on veuille mesurer la hauteur d’une tour dont le pied nous est accessible.
1. Tenir l’astrolabe verticalement par son anneau de suspension. Viser le sommet de la tour à travers les pinnules de l’alidade.
2. Sur le dos de l’astrolabe, l’alidade indique alors sur le carré des ombres le rapport entre la distance verticale et la distance horizontale.
Par exemple 12/6 si l’alidade tombe sur la graduation 6 du carré des ombres (dont le côté vaut 12). Dans cet exemple l’alidade est au milieu du côté inférieur du carré des ombres (voir l’image).
3. Mesurer au sol la distance horizontale (accessible) entre l’endroit où l’on observe et le pied de la tour. Multiplier ensuite par le rapport donné par l’astrolabe. Dans notre exemple, on multiplie la distance horizontale par 12/6 = 2 pour obtenir la distance verticale.
Enfin, ne pas oublier d’ajouter la distance entre le sol et votre oeil pour obtenir la hauteur (inaccessible) de la tour.
Image ci-dessous : l’alidade est placée sur la graduation 6 du carré des ombres.
