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Première année : Chapitre 6 : Cours Numéro 1 : Sphère armillaire Partie 1

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Première année : Chapitre 6 : Cours Numéro 1 : Sphère armillaire Partie 1

Message par Kendra Dumbledore le Mer 21 Fév - 20:20

La sphère armillaire est un instrument utilisé au deuxième siècle avant JC en Grèce, au premier siècle avant JC en Chine. Mais elle a
probablement été imaginée bien avant.

Une armille est un bracelet, ce mot venant du latin armilla : anneau de fer, bracelet, ou collier. Armille désigne également un anneau que certains champignons portent au pied (armillaires).

La sphère armillaire est une combinaison de cercles emboîtés, permettant de représenter certains mouvements des astres. Une sphère armillaire simple (deux cercles perpendiculaires) a permis à Ptolémée de déterminer l’heure de l’équinoxe. Plus tard, Sosigène a repris cette observation pour la réforme du calendrier de Grégoire XIII.

Des sphères armillaires extrêmement complexes ont été construites, dont l’usage devait nécessiter un long appprentisage. En particulier celle d’Antonio Santucci construite à Florence en 1585.

La sphère présentée ici est une version pédagogique, destinée à illustrer les différents systèmes de coordonnées astronomiques (à l’exception des coordonnées galactiques). Son utilisation permet de comprendre les saisons, les mouvements des étoiles et du Soleil en différents points de la Terre (équateur, latitudes moyennes, pôles). On peut expliquer le soleil de minuit, les tropiques et les cercles polaires.

Des plans sont fournis pour exécuter une sphère armillaire en contreplaqué. Sa réalisation est facile, quoique nécessitant pas mal de soins.

Les explications qui suivent sont détaillées, afin de décrire pas-à-pas les composants de la sphère, et d’en expliquer l’utilité. Vous pourrez trouver une photo de la sphère complète à la fin de ce chapitre.

Un système de coordonnées est un couple d’angles, mesurés sur deux cercles perpendiculaires. L’un des cercles est un cercle de référence, sur lequel on choisit un point origine (angle d’intersection avec un autre cercle perpendiculaire). L’astre visé est le point A de la sphère céleste. Par définition, il est sur un grand cercle passant par le pôle. Les deux coordonnées sont : l’angle a que fait la direction de l’astre avec la direction origine, et l’angle b qui mesure la distance de l’astre au cercle de référence :



On peut construire une infinité de tels systèmes de coordonnées, le choix du cercle de référence et du point origine étant arbitraires, ainsi que le sens de rotation. Quatre systèmes sont utilisés en astronomie, dont les propriétés dépendent du choix des références.


Une même étoile possède, à chaque instant, des coordonnées dans chacun des systèmes considérés. Des calculs de trigonométrie sphérique permettent, plus ou moins facilement, de passer de l’un à l’autre. Le point capital est que, pour un astre donné :

dans un premier système, ses deux coordonnées varient à chaque instant ;
dans le second, une seule coordonnée varie ;
dans le troisième, les deux coordonnées sont fixes (en négligeant la précession des équinoxes, qui est très lente) ;
le dernier système est particulier pour le Soleil ; l’une de ses coordonnées y est fixe.
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