Mais ils indiquaient généralement des heures " temporaires ", où le jour est arbitrairement divisé en parties égales. Dans ces périodes reculées, seuls quelques astronomes
Textes du panneau didactique installé sur le site.
avaient construit des cadrans mesurant une heure solaire exacte.À partir de la Renaissance, on voit progressivement se généraliser ce type de cadrans en Europe. Chacun vivait avec le temps local.
En 1891, l’heure fut homogénéisée sur le territoire français, et alignée sur le méridien de Paris.
À partir de 1911, le Temps Universel fut mis en place, avec le méridien de Greenwich comme référence.
Après 1945, les horloges atomiques apparaissent progressivement et la " fréquence de la transition hyper fine de l’atome de Césium " a été choisie pour calculer la seconde étalon.
Le 1er Janvier 1972 le Temps Universel est remplacé par le Temps Universel Coordonné (TUC ou UTC) qui est un temps atomique corrigé (d'une seconde par an environ) pour rester en phase avec le temps solaire qui est moins stable.
La définition de nouvelles échelles de mesure du temps est requise par l’évolution des applications scientifiques.
Nous sommes dans une ère des échelles de temps multiples.
Ce type de cadran est le plus traditionnel sous nos latitudes. Il indique l’heure locale. Son style est parallèle à l’axe de la Terre.
La ligne de Midi est verticale et inscrite, comme le style, dans le plan Méridien. Le Soleil passe dans ce plan au Zénith, et l’ombre produite indique alors Midi solaire local.
BABYLONIQUES ET ITALIQUES
Si les cadrans classiques indiquent l'heure à un instant quelconque de la journée, il est possible de leur faire indiquer depuis combien d'heures le Soleil est levé (heures habyloniques, chiffres arabes) et combien d'heures se sont écoulées depuis le précédent coucher du Soleil (heures italiques, chiffres romains).
La lecture des heures babyloniques et italiques s'effectue à l’intersection de la pointe de l'ombre du style droit avec une ligne ou au croisement de 2 lignes.
Les heures babyloniques indiquant le nombre d’heures écoulées depuis le lever du Soleil, on peut obtenir l'heure du lever en retranchant l'heure babylonique lue sur ce cadran, de l'heure solaire locale lue sur le cadran au-dessus.
En ajoutant 12 h à la différence entre l'heure du lever et Midi, on obtient l'heure du coucher du Soleil et donc la durée du jour.
En retranchant 24 h de l'heure italique, on obtient la durée qu'il reste jusqu'au coucher du Soleil.
Par exemple si l'ombre du style coupe la ligne babylonique 9 h le jour de l'équinoxe, et donc coupe en même temps la ligne horaire 15 h du cadran solaire de temps local, on déduit que le Soleil s'est levé à 15 h - 9 h = 6 h (ce qui est logique puisque nous sommes à l'équinoxe). Si l'on ajoute maintenant 12 h, on obtient 18 h, heure du coucher du Soleil. On vérifiera qu'en plus au même instant, l'ombre coupe la ligne italique 21 h (ci-dessous en A); donc 24 h - 21 h = 3 h : le Soleil se couchera dans 3 heures.
Ce cadran intègre dans son tracé le temps lié à l’écart de longitude entre Greenwich et Montbéliard*, ainsi que les valeurs de l’équation du temps.
Le style de ce cadran est parallèle à l’axe de la Terre.
Le plan du cadran est incliné et pratiquement orienté face au Sud.
Les lignes en 8 indiquent le Temps Universel, les lignes et hyperboles horizontales indiquent la date en fonction de la longueur de l’ombre.
L’ombre de la pointe du style suit chaque ligne de date deux fois dans l’année, un jour lorsque le Soleil monte et un jour lorsqu’il descend. Ces deux dates d’égale hauteur du Soleil sont inscrites à droite et à gauche de chaque ligne.
On lit l’heure précise grâce à ces dates, sur le coté de la courbe en 8 qui correspond à la date du jour de l’observation. Sur l’exemple ci-dessous, on lit 10 H. TU le 22 Mai en A (coté droit des courbes en 8) et on lit 14 H. TU le 24 Juillet en B (coté gauche des courbes en 8).
Pour la correspondance des dates et de la courbe en 8 on peut également observer le grand tracé sur le scaphe au-dessus de l’Allan.
Le Temps Universel a un décalage avec le temps légal (l’heure de la montre) d’une heure exactement en hiver et de deux heures en été.
*Montbéliard situé à la longitude de 6°48’Est, voit le Soleil
27 minutes avant Greenwich (4 minutes par degré de longitude)
Le Temps Sidéral est ici mesuré par deux cadrans complémentaires et symétriques, l’un sur le pilier Est ensoleillé le matin, l’autre sur le pilier Ouest, l’après-midi.
L’ombre de la pointe du style croise chaque ligne horaire en un point chaque jour différent, ce glissement étant régulier au cours de l’année.
Telle heure sidérale est donc à lire sur le pilier Est pendant un semestre et sur le pilier Ouest pendant l’autre semestre. Autour de Midi solaire, les ombres des deux styles sont projetées hors des cadrans.
En lisant l’heure à la pointe de l’ombre lorsqu’elle tombe sur une ligne, on a parfois la nécessité de choisir entre deux lignes proches. Pour cela il faut faire un petit calcul mental:
en sachant que le point où correspondent chaque année le Temps Sidéral et le Temps Solaire est fixé au 21 mars à 0 heure, on peut déduire que le décalage entre le Temps Solaire Local et le Temps Sidéral est de 6 heures le 21 juin, de 12 heures le 23 septembre et de 18 heures le 21 décembre. Ces repères permettent généralement de déterminer la ligne correcte pour la lecture.
Le Temps Sidéral sert le plus souvent en astronomie à déterminer l’angle horaire qu’il faudra afficher sur les télescopes pour pointer tel astre. Le Temps Sidéral est donc utilisé plutôt la nuit. Mesuré par un cadran solaire c’est aujourd’hui une curiosité, même s’il a pu servir autrefois aux astrologues pour déterminer les ascendants de tel ou tel signe du zodiaque.
La Terre tourne sur elle-même avec une grande régularité. Quand elle a effectué une rotation complète (360°), elle reprend la même position par rapport aux étoiles. Ce tour est considéré comme le Jour Sidéral, qui dure 23 heures 56 minutes et 4 secondes.
Or la Terre ayant avancé sur son orbite de révolution autour du Soleil pendant ce jour sidéral, pour que le Soleil se retrouve dans le même plan méridien que la veille, la Terre doit tourner un peu plus longtemps sur elle-même, soit pendant 24 heures. C’est la durée du jour solaire classique dans nos calendriers.
Le schéma ci-dessous montre ce décalage de rotation de la Terre entre le jour " sidéral " et le jour " solaire ".
Le Temps Sidéral se décale donc de 4 minutes par périodes de 24 heures par rapport au temps solaire. Au terme d’une année, la somme de ces décalages fait que l’année sidérale comptera un jour de plus que l’année ordinaire du calendrier (Année Tropique)
Pour plus d’informations scientifiques sur les cadrans solaires et la mesure du temps, voir “La Gnomonique” Denis Savoie, éditions Belles lettres.