⏱️DURÉE30 min
🎯DIFFICULTÉFacile
👶ÂGEDès 8 ans
🧹PROPRETÉModéré
🏠LIEUExtérieur
✅TAUX DE RÉUSSITE85%
Avant les montres et les téléphones, on lisait l'heure grâce au soleil ! Fabriquez votre propre cadran solaire et découvrez comment notre étoile mesure le temps.
🛍️ Prolongez l’expérience avec nos kits scientifiques !
Parfait pour le printemps et les activités en plein air !
🧪 Matériel nécessaire
- 📦 Carton épais ou assiette 1 · déjà dans la cuisine
- ✏️ Baguette ou crayon 1 · déjà dans la cuisine
- 🧭 Boussole 1 (ou appli téléphone) · magasin bricolage
- 🖊️ Feutre 1 · papeterie
📋 Étapes de l’expérience
1
Installer le gnomon
Plantez le crayon ou la baguette verticalement au centre du carton. C'est le gnomon — l'aiguille de votre cadran solaire.
💡 Plus le gnomon est droit et vertical, plus votre cadran sera précis.
2
Marquer les heures
Placez le cadran au soleil, orienté au nord (avec la boussole). Chaque heure (10h, 11h, 12h…), marquez l'extrémité de l'ombre du gnomon et écrivez l'heure.
💡 À midi solaire (≈13h en France en été), l'ombre pointe exactement au nord.
3
Lire l'heure
Le lendemain, placez votre cadran au même endroit, orienté au nord. L'ombre indique l'heure ! Vérifiez avec votre montre.
💡 L'heure solaire diffère de l'heure officielle d'environ 1h (heure d'été) ou 0h (heure d'hiver).
🤓 Pourquoi ça marche ?
La Terre tourne sur elle-même en 24 heures. Le soleil semble se déplacer dans le ciel d'est en ouest, et l'ombre du gnomon tourne en conséquence. À midi solaire, le soleil est au plus haut (au sud en France) et l'ombre est la plus courte, pointant au nord. L'ombre parcourt 15° par heure (360° ÷ 24h). Les cadrans solaires ont été les premiers instruments de mesure du temps, inventés par les Égyptiens il y a plus de 3500 ans !
Concepts scientifiques
rotation terrestremouvement apparent du soleilmesure du tempsgnomon
📚 Au programme scolaire : CM1 – 5ème
🔭 La science en détail
La Terre tourne sur son axe à vitesse quasi constante, si bien que le Soleil semble balayer 15° de ciel par heure (360° ÷ 24 h). Mais cette régularité vaut pour l'angle mesuré autour de l'axe de rotation terrestre, pas pour l'ombre projetée sur un plan horizontal. Avec un gnomon vertical, les graduations horaires ne sont donc pas régulièrement espacées : elles se resserrent autour de midi et s'écartent en début et en fin de journée. C'est pourquoi les cadrans historiques utilisent un style polaire : une tige inclinée de la valeur de la latitude (environ 45° en France) et pointée vers l'étoile polaire. Parallèle à l'axe terrestre, elle donne des ombres régulières toute l'année.
S'ajoute l'équation du temps : l'orbite terrestre est elliptique et l'axe incliné de 23,4°, donc le midi solaire vrai dérive jusqu'à 16 minutes autour de sa valeur moyenne selon la date. Ajoutez le décalage de longitude (1 heure pour 15° à l'intérieur d'un fuseau) et l'heure d'été, et vous expliquez la totalité de l'écart entre votre cadran et votre montre.
Pour les ados et les parents curieux 🤓
⚠️ Sécurité
⚠️
Protégez-vous du soleil (chapeau, crème solaire)
🛠️ Ça n’a pas marché ? Les ratés les plus fréquents
🚀 Pour aller plus loin
✨ Construisez un cadran solaire équatorial (incliné selon votre latitude) pour plus de précision
✨ Comparez l'heure solaire et l'heure officielle au fil des saisons
✨ Utilisez l'ombre pour calculer la hauteur du soleil dans le ciel
📜 La petite histoire
Jusqu'à la fin du XIXe siècle, chaque ville française vivait à son heure solaire locale : entre Strasbourg et Brest, les horloges affichaient près d'une demi-heure d'écart. Le développement du chemin de fer a rendu ce système intenable, faute de pouvoir publier des horaires cohérents. La loi du 14 mars 1891 a donc imposé l'heure de Paris à tout le pays, avant l'alignement sur le méridien de Greenwich en 1911. Votre cadran mesure précisément cette vieille heure locale que les trains ont fait disparaître.
💡 Bon à savoir : La précision de ce cadran artisanal reste limitée car l'inclinaison du soleil change au fil des saisons. Il demande également un réglage initial minutieux avec une boussole pour ne pas être décalé.
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❓ Questions fréquentes
Pourquoi mon cadran solaire n'affiche-t-il pas la même heure que ma montre ?
Les montres utilisent l'heure légale, tandis que le cadran indique l'heure solaire locale. Un décalage d'une à deux heures existe souvent selon la saison et votre position géographique exacte.
Est-ce que le cadran solaire fonctionne quand le ciel est couvert ?
Le cadran nécessite une lumière directe pour projeter une ombre nette sur le plateau. S'il fait gris ou s'il pleut, l'absence de rayons solaires empêche le gnomon de marquer les heures.
Pourquoi l'ombre est-elle plus longue le matin que le midi ?
Le matin, le soleil est bas sur l'horizon, ce qui étire les ombres au sol. À midi, l'astre atteint son point le plus haut dans le ciel et projette l'ombre la plus courte de la journée.
Dans quelle direction faut-il orienter le cadran solaire ?
Pour que l'expérience fonctionne correctement, le gnomon doit pointer vers le Nord géographique. Utilisez une boussole ou repérez l'Étoile Polaire pour trouver l'alignement parfait.
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