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sphère titre    Réalisation d'une sphère armillaire en bois de 40 cm de diamètre. Après avoir suivi dans le cadre de l'Université du Temps Libre une petite formation mais très intéressante au GERMEA, j'ai eu envie de réaliser une sphère armillaire. Après quelques recherches sur internet j'ai trouvé ce que je cherchais sur 2 sites associatifs :

site de l'association Andromède de Marseille et dans la section Astronomia qui met en ligne un cours d'astronomie. Dans cette section un article est destinée à la réalisation d'une sphère armillaire

    Le site de l'association Méridienne de Nantes et son article très inspiré du précédent, puisqu'il renvoi pour les plans à Astronomia.

    Un peu d'histoire :

    Le terme armillaire vient du mot armille lui même du latin armilla qui veut dire bracelet ou collier. Dans notre cas la sphère est constituée d'anneaux , ou d'armilles.

    Claude Ptolémée (90-168 apr. J.-C.) astronome de l'Egypte romaine en a peut-être utilisé une afin d'établir son catalogue d'étoile de 1022 étoiles visibles depuis Alexandrie qu'il publie dans l'Almageste   (livre rassemblant l'ensemble des connaissances du 2e siècle en astronomie et mathématique). Tycho Brahe (1546-1601), astronome danois, en possèdera plusieurs qu'il construira. Fabriquées en grand diamètre, elles lui permettront d'accéder à des calculs de grandes précisions et à la réalisation d'un grand catalogue d'étoiles. Ptolémée a été très inspiré par Hipparques (190-120 av J.-C.) astronome et mathématicien grec. Il est possible qu'il ait inventé le concept de sphère armillaire en créant son catalogue d'étoiles.

    Malgré la vision héliocentrique du monde (le soleil au centre) les sphères continueront de se fabriquer jusqu'au 19e siècle. La raison essentielle est leur aspect didactique, et leur esthétique. Elles permettent de comprendre énormément de phénomènes astronomiques. En 1669 Joan Blaeu (cartographe et astronome hollandais) dans son ouvrage Des Globes proposent 68 usages différents de la sphère armillaire pour résoudre des problèmes (j'en ai trouvé malgré tout quelques-uns de redondants!)

    Delamarche en 1843 dans "les usages de la sphère, des globes céleste et terrestre" disponible au téléchargement gratuitement sur Gallica pages 54 à 104 propose 38 exercices passionnants voir le pdf (attention les autres pages sont passionnantes aussi!)

drapeau    En 1911 le Portugal a adopté un drapeau républicain qui comporte une sphère armillaire symbole de l'histoire d'exploration maritime des grands explorateurs portugais.livre

    Pour les curieux, je peux conseiller le livre de Philippe Dutarte "Les instruments de l'astronomie ancienne de l'Antiquité à la Renaissance" où il est question des sphères armillaires, mais aussi des astrolabes qui sont des sphères armillaires aplaties ainsi que d'autres instruments.

    Description d'une sphère armillaire :

    A) La partie fixe :

    C'est avant tout un socle sur lequel vont tourner ou pivoter un ensemble d'anneaux avec au centre de l'ensemble la terre. Tout se passe comme si l'observateur était au centre de l'ensemble.

    Sur le socle constitué de 2 morceaux de bois perpendiculaire il y a un cercle horizon qui représente l'horizon c'est le cercle azimutal. Un demi-cercle mobile quant à lui représente le cercle des hauteurs. Chaque pied du socle correspond à un point cardinal. La partie intérieure mobile de la sphère pivotera selon l'axe Nord-Sud dans des encoches que l'on peut voir sur la photo.

    Le cercle des hauteurs s'appelle aussi almucantarat (ou almicantarat). Il est gradué de 10° en 10°. La partie la plus haute, à 90° sur l'horizon est le Zenith. Ce cercle peut pivoter sur le cercle des azimuts (ou azimuths).  Le cercle des Azimuts est gradué aussi de 10° en 10° mais une sorte de vernier permet de mesurer avec une précision de 2° largement suffisante pour notre maquette

 

   Passer la souris sur la photo pour zoomer

On remarquera sur le cercle représentant l'horizon au niveau des piliers Sud et Nord une petite encoche qui permettra à l'équipage mobile d'être centré et de pouvoir pivoter dans un plan vertical. Une même encoche pas visible sur la photo est faite dans la partie base du socle pour bien maintenir l'équipage mobile.   

    B) L'équipage mobile :

    Il est constitué de trois couples d'anneaux. Chaque couple d'anneaux est constitué de deux anneaux assemblés au niveau de leur diamètre perpendiculairement.

Passer la souris sur la photo pour zoomer

    Sur la photo au-dessus l'équipage mobile est photographié dans sa position naturelle verticalement. Il rentre ainsi dans les 2 encoches du socle. L'axe de la terre est vertical.

 

Passer la souris sur la photo pour zoomer

    Sur cette photo l'équipage mobile est vu depuis le dessus. Nous voyons le pôle nord de la Terre.

    C) Les éléments constitutifs de l'équipage mobile :

    En partant de l'extérieur et en allant vers l'intérieur (vers le globe terrestre) on va trouver les 3 groupes d'anneaux évoqués plus haut :

    1er couple :

Il est constitué sur la partie verticale d'un anneau qui est l'anneau représentant le méridien astronomique du lieu. Il porte la déclinaison. Il sera vertical dans le socle et pivotera d'une valeur égale à la latitude du lieu où se trouve un observateur imaginaire. Il est gradué en degré.

Le deuxième cercle de ce couple est le cercle horaire. Il sera gradué en heure (1heure correspond à 360°/24h = 15°).

    2eme couple :

C'est le système qui porte les coordonnées équatoriales. Un des anneaux est dans le plan de l'équateur terrestre. L'autre vertical passe par l'axe des pôles.

L'anneau qui passe par le plan de l'équateur terrestre est le cercle des ascensions droites. Il est gradué en heure aussi mais dans le sens opposé au cercle horaire du couple précédent.

L'anneau qui lui est perpendiculaire et qui passe par les axes des pôles est le cercle des déclinaisons équatoriales gradués en degré. On le nomme aussi colure des équinoxes.

    3eme couple :

C'est le système qui porte les coordonnées célestes.

L'anneau qui passe par l'axe des pôles est appelé collure des solstices. Il est lui aussi gradué en degré. C'est le cercle des latitudes célestes.

L'anneau qui lui est vertical est incliné de 23°26' par rapport à l'anneau du couple précédent qui porte les ascensions droites. C'est le cercle des longitudes célestes. Les planètes, et les constellations zodiacales sont sur le plan représenté par c'est anneau. C'est anneau coupe en 2 points fixes le cercle des ascensions droites. Ces 2 points d'intersection s'appellent nœud

    Enfin on trouve la terre et l'axe des pôles autour duquel la terre tourne sur elle-même.

    D) Les difficultés pour démarrer le projet :

    Il y a 2 grandes difficultés que j'ai dû résoudre : Faire des découpes circulaires dans du bois, et faire les graduations. Le chantier devait être mené sur mon balcon !

    Pour faire les anneaux en bois j'ai construit une sphère d'essai en utilisant au mieux la scie sauteuse et une scie à découper pour maquettiste. Malgré le fait de travailler le plus minutieusement possible, de rattraper les imperfections à la lime, le résultat n'était pas correct. Malgré tout cela m'a permis de comprendre comment j'allais modifier les plans fournis, et de choisir le montage de l'axe terrestre de l'association Méridienne. Pour les gravures j'ai essayé la pyrogravure, mais pour les chiffres et caractères cela ne me convenait pas du tout. Dans la partie 2 nous verrons comment j'ai résolu les 2 problèmes.