⏱️DURÉE1h
🎯DIFFICULTÉFacile
👶ÂGEDès 7 ans
🧹PROPRETÉPropre
🏠LIEUExtérieur
✅TAUX DE RÉUSSITE80%
Et si tu devenais l'aiguille d'un cadran solaire ? Le cadran analemmatique est un type de cadran où une personne debout est l'ombre qui indique l'heure. À tracer au sol dans le jardin ou la cour !
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🧪 Matériel nécessaire
- 🖍️ Craie de couleur (ou ruban adhésif) plusieurs · supermarché / maison
- 🧵 Corde de 2 mètres 1 · maison
- 🪵 Piquet ou bâton 1 · jardin
- 🧭 Boussole 1 · maison / sport
- ⌚ Montre précise 1 · maison / téléphone
📋 Étapes de l’expérience
1
Orienter le cadran vers le Nord
Trouvez une surface plane et ensoleillée. Avec la boussole, marquez le Nord. Tracez un grand axe Est-Ouest perpendiculaire (environ 3 mètres de long).
💡 La boussole pointe vers le Nord magnétique, légèrement différent du Nord géographique. Pour un cadran précis, cherchez la déclinaison magnétique de votre ville.
2
Tracer l'ellipse et les chiffres
Au centre, tracez une ellipse de 2m x 1m orientée Est-Ouest. Marquez les heures : 12h = Nord, 6h = Est, 18h = Ouest. Les autres heures à 15° d'intervalle.
💡 Cherchez 'gabarit cadran analemmatique' en ligne pour votre latitude exacte — chaque ville a ses propres mesures.
3
Lire l'heure
Selon la date du mois (voir tableau), positionnez-vous sur un point précis de l'axe Nord-Sud. Votre ombre sur l'ellipse indique l'heure solaire !
💡 L'heure solaire peut différer de l'heure légale de 0 à 2h selon votre position et l'heure d'été/hiver.
🤓 Pourquoi ça marche ?
Le Soleil décrit une trajectoire dans le ciel qui change selon la saison et l'heure. Le cadran solaire exploite cette trajectoire prévisible pour mesurer le temps. Le cadran analemmatique est particulier : son gnomon (l'aiguille qui fait l'ombre) est vertical — une personne debout — et son position sur l'axe Nord-Sud change selon le mois pour compenser la variation de la hauteur du Soleil au fil des saisons. L'heure solaire vraie (mesurée par le cadran) diffère de notre heure légale pour deux raisons : la longitude de votre ville dans le fuseau horaire, et l'équation du temps (l'irrégularité de la vitesse orbitale terrestre qui crée jusqu'à 16 minutes d'écart). C'est la mesure du temps que les humains ont utilisée pendant des millénaires, avant les horloges mécaniques.
Concepts scientifiques
temps solairegnomontrajectoire solairelongitudeéquation du temps
📚 Au programme scolaire : CM2 – Terminale
🔭 La science en détail
Le cadran analemmatique est la projection au sol d'un cadran équatorial, ce cercle à graduations régulières perpendiculaire à l'axe de rotation terrestre. En projetant ce cercle sur l'horizontale, on obtient une ellipse dont l'aplatissement dépend de la latitude φ : le petit axe vaut le grand axe multiplié par sin φ. À la latitude de Paris (48,9°), une ellipse de 2 m de large doit donc mesurer environ 1,5 m du nord au sud, et les repères horaires, projections de points espacés de 15°, ne sont pas régulièrement répartis le long de la courbe.
Le déplacement mensuel du gnomon compense la déclinaison du Soleil, qui varie de +23,4° au solstice de juin à −23,4° à celui de décembre. Reste l'équation du temps : l'orbite elliptique de la Terre et l'obliquité de son axe font osciller le midi solaire vrai entre un retard d'environ 14 minutes (mi-février) et une avance de 16 minutes (début novembre) sur le temps moyen. Photographiez le Soleil à heure fixe pendant un an : il dessine un « 8 » dans le ciel, l'analemme, résumé graphique de ces deux effets combinés.
Pour les ados et les parents curieux 🤓
⚠️ Sécurité
⚠️
Ne regardez jamais le Soleil directement
⚠️
Mettez de la crème solaire si vous restez dehors longtemps
🛠️ Ça n’a pas marché ? Les ratés les plus fréquents
🚀 Pour aller plus loin
✨ Vérifiez l'heure toutes les heures pendant une journée et notez l'écart avec l'heure légale
✨ Photographiez les ombres à la même heure chaque mois : elles changent selon les saisons
✨ Construisez un cadran solaire classique avec une tige métallique inclinée selon votre latitude
📜 La petite histoire
Le plus ancien cadran analemmatique connu se trouve en France : tracé au sol de l'église de Brou, à Bourg-en-Bresse, il date du XVIe siècle. Son principe géométrique a ensuite été analysé au XVIIIe siècle par l'astronome Joseph Jérôme de Lalande. Longtemps resté une curiosité de gnomonique, ce type de cadran connaît aujourd'hui une seconde vie dans les cours d'école et les parcs publics : sans tige métallique ni pièce mobile, il ne demande qu'un marquage au sol et un volontaire pour jouer l'aiguille.
💡 Bon à savoir : La précision du tracé repose sur un alignement parfait avec le Nord géographique. Une petite erreur d'orientation ou un terrain légèrement en pente peut décaler l'heure affichée de plusieurs minutes.
🔬
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❓ Questions fréquentes
Pourquoi l'heure du cadran est-elle différente de celle de ma montre ?
Ta montre affiche l'heure légale de ton pays, alors que le cadran indique l'heure solaire locale. Pour obtenir l'heure de ta montre, tu dois souvent ajouter une ou deux heures selon la saison et tenir compte de ta position géographique.
Le cadran solaire fonctionne-t-il aussi en hiver ?
Oui, tant que le ciel est dégagé et que le Soleil brille. Cependant, comme le Soleil est plus bas sur l'horizon en hiver, ton ombre sera beaucoup plus longue qu'en été, ce qui rend la lecture parfois plus impressionnante.
Pourquoi dois-je changer de place sur la ligne centrale selon le mois ?
La Terre est inclinée, donc le Soleil semble monter ou descendre dans le ciel au fil des saisons. En te déplaçant sur l'axe Nord-Sud, tu compenses ce changement de hauteur pour que ton ombre retombe précisément sur le bon chiffre de l'heure.
Peut-on fabriquer ce cadran sur n'importe quel sol ?
L'idéal est un sol bien plat comme une terrasse ou une cour d'école pour que l'ombre ne soit pas déformée. Il faut aussi vérifier qu'aucun arbre ou bâtiment ne vienne cacher le Soleil pendant la journée.
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