Astrolabe : six défis pour lire le Soleil et les étoiles

Intervenant 10:00

Bienvenue dans le podcast du magazine Tangente. Bienvenue à toutes et à tous pour cette nouvelle plongée au cœur de nos sources tas. Aujourd'hui, on va parler de l'heure du lever du Soleil, des étoiles, avec une précision mathématique assez dingue.

Intervenant 20:16

Oui, et le tout sans aucune technologie moderne. C'est ça qui est fascinant.

Intervenant 10:21

Exactement. L'objectif de notre exploration d'aujourd'hui, c'est de comprendre, grâce à un article très pratique, comment fonctionne un astrolabe planisphérique. Enfin, comment de la simple géométrie permet de lire la mécanique du ciel, quoi.

Intervenant 20:33

Alors, pour commencer, la conception matérielle de cet instrument est, comment dire, elle est assez amusante parce qu'on dirait vraiment un bricolage du dimanche.

Intervenant 10:42

Ah bah complètement ! Quand on regarde les schémas dans la source, on a une base imprimée sur du papier bristol, c'est ce qu'on appelle le tympan.

Intervenant 20:49

C'est ça. Et par-dessus, on vient superposer une sorte de, on appelle ça une araignée, et une règle qui sont imprimées sur du rhodoïd.

Intervenant 10:57

Du plastique fin transparent du coup.

Intervenant 20:59

Voilà, exactement. Et tout ça tient avec un simple trou de 4 mm au centre et une attache parisienne.

Intervenant 11:06

C'est vrai que ça fait penser à, je ne sais pas, du papier calque d'architecte croisé avec un ordinateur analogique. Le tympan fixe en dessous, ça représente notre ciel local avec l'horizon, c'est bien ça ?

Intervenant 21:15

Oui, et le plastique transparent qui pivote au-dessus, c'est la voûte céleste globale. La rotation de ce calque reproduit littéralement la rotation de la Terre par rapport aux étoiles.

Intervenant 11:25

C'est brillant de simplicité.

Intervenant 21:26

Mais attention, derrière ce côté très manuel se cache une rigueur mathématique absolue. Ce fameux tympan fixe, il n'est pas du tout universel.

Intervenant 11:34

Ah oui, la grille de coordonnées est spécifique à un endroit donné, c'est ça ?

Intervenant 21:38

Tout à fait. Elle est déformée intentionnellement pour correspondre à une latitude très précise. Dans notre source, par exemple, tout est calibré sur 48° et 9 minutes.

Intervenant 11:49

La latitude de Juvisy-sur-Orge, si je me souviens bien du texte.

Intervenant 21:52

Exactement. L'instrument est vraiment ancré géographiquement pour fonctionner.

Intervenant 11:57

D'accord. Alors, passons à la pratique. Si on cherche, disons, à connaître l'heure du lever du soleil le 16 octobre, puisque le disque mobile simule la rotation de la Terre, on fait juste pivoter l'araignée ?

Intervenant 22:08

C'est presque aussi simple que ça, oui. On aligne d'abord la règle transparente sur la date du 16 octobre, qui est sur le bord du disque.

Intervenant 12:16

Ok, je vois.

Intervenant 22:18

Cette ligne va alors croiser un grand cercle décentré qu'on appelle l'écliptique, qui représente la course du Soleil.

Intervenant 12:25

Donc on a notre point précis pour le Soleil ce jour-là.

Intervenant 22:27

Voilà. Et ensuite, on fait pivoter ce point précis jusqu'à ce qu'il touche la ligne d'horizon sur le bristol fixe en dessous.

Intervenant 12:35

Et on lit le résultat sur le bord.

Intervenant 22:37

Dans la source, il trouve 6h40.

Intervenant 12:39

C'est ça, 6h40. Mais attendez, je vous arrête. 6h40, c'est l'heure solaire pure. Ce n'est pas du tout l'heure légale qu'afficheront les montres de ceux qui nous écoutent.

Intervenant 22:48

Ah, c'est une excellente remarque ! Effectivement, l'Astrolabe nous donne la position réelle du Soleil sans se soucier des normes civiles.

Intervenant 12:55

Donc, pour avoir l'heure de notre montre, il faut faire des corrections. Compenser l'écart géographique avec notre fuseau horaire, j'imagine ?

Intervenant 23:02

Oui, le calcul demande d'intégrer deux variables. La première, c'est la longitude. Pour Paris, par exemple, on doit rajouter 9 minutes et 21 secondes.

Intervenant 13:10

D'accord. Et la deuxième correction ?

Intervenant 23:12

Elle est d'ordre astronomique. C'est ce qu'on appelle l'équation du temps. Vous savez, la Terre ne tourne pas à une vitesse parfaitement constante sur son orbite.

Intervenant 13:20

Ah oui, l'orbite est elliptique.

Intervenant 23:22

Voilà. Donc pour un 16 octobre, cette variation nous oblige à retrancher 14 minutes et 25 secondes.

Intervenant 13:28

Ce qui nous amène au final à une heure locale extrêmement précise de 6h34 et 55 secondes, et tout ça résolu physiquement, juste en alignant des bouts de plastique.

Intervenant 23:39

Et ça fonctionne tout aussi bien la nuit. Parce que la question qu'on pourrait se poser, c'est que fait-on quand le Soleil disparaît sous l'horizon ?

Intervenant 13:46

Oui, quand on perd notre repère principal.

Intervenant 23:48

Eh bien, la même logique opère. Par exemple, en faisant tourner le rhodoïd, on peut prédire que l'étoile Altaïr va émerger sur l'horizon à 23h04 dans la nuit du 24 au 25 avril. C'est

Intervenant 13:59

fou ! La source mentionne même qu'on peut trouver l'azimuth, donc l'angle de direction d'une étoile comme Arcturus à 2h du matin. Il parle d'environ 50 degrés.

Intervenant 24:08

Exactement. Et ça permet même d'anticiper si on aura de bonnes conditions pour observer.

Intervenant 14:12

Comment

Intervenant 24:13

ça ? En fait, on peut vérifier géométriquement que le Soleil est bien en dessous de la ligne du crépuscule astronomique tracé sur le bristol. Comme ça, on est sûr d'avoir une nuit noire.

Intervenant 14:22

Sans aucune pollution lumineuse solaire, du

Intervenant 24:24

coup. Voilà. C'est pour ça que je dis souvent que l'Astrolabe, c'est vraiment l'ancêtre de nos applications d'astronomie sur smartphone.

Intervenant 14:30

Mais sans batterie ? Le seul moteur, c'est la géométrie et notre petite attache parisienne.

Intervenant 24:35

C'est ça. Le contraste est d'ailleurs assez saisissant quand on voit que de simples cercles imprimés sur du plastique peuvent cartographier le temps et l'espace avec une telle exactitude.

Intervenant 14:44

C'est vrai que ça fait réfléchir.

Intervenant 24:46

Oui, ça amène à se demander, avec notre recours systématique au numérique, est-ce qu'on n'est pas devenu trop dépendant de la technologie pour appréhender intuitivement la mécanique de l'univers qui tourne au-dessus de nos têtes ?

Intervenant 14:58

Une excellente question à garder en tête la prochaine fois que le ciel nocturne s'offrira à l'observation, qu'on ait un smartphone en main ou pas. Merci d'avoir suivi cette belle exploration mathématique et à très vite pour une nouvelle plongée dans nos sources.