L'heure solaire

Pourquoi l'heure du cadran solaire n'est-elle pas l'heure de la montre ?

Souvent le passant "non averti" se laisse interpeler par la vue d'un cadran solaire. Il s'arrête alors pour y lire l'heure grâce à l'ombre du "style", la tige métallique plantée dans le mur. L'ayant lue, il consulte alors sa montre et constate un écart important entre les deux lectures...

Notre homme, quelque peu désabusé, passe son chemin, en haussant les épaules et en marmonnant entre ses dents : "complètement faux" ! Et ceci devant un cadran calculé minutieusement et juste à la minute près ! 

Où est la supercherie ? Y-a-t-il une supercherie ?

Non ! Le cadran solaire indique l'heure solaire locale tandis que notre montre donne une "heure moyennée" valable dans un fuseau horaire ; c'est l'heure légale qui n'a qu'un lointain rapport avec l'heure solaire locale.

 Il est actuellement indispensable qu'un brestois et un strasbourgeois aient une montre qui indique la même heure à un instant donné. Et pourtant d'un point de vue sidéral ils sont décalés presque d'une heure l'un par rapport à l'autre. Mais ils regardent la TV à la même heure et prennent leur correspondance à Paris avec "la même heure".

En fait toutes nos montres - en France - sont calées sur l'heure du méridien de Greenwich, qui est le méridien situé au milieu de notre fuseau horaire. Or nous ne sommes pas tous sur ce méridien ! Il y a donc un décalage de longitude entre l'endroit où nous sommes et le méridien de Greenwich (qui passe approximativement par Le Havre, Le Mans, Angoulême, Tarbes). Ce décalage est positif ou négatif selon que nous nous trouvons à l'est ou à l'ouest du méridien.

Si nous ajoutons à ce phénomène géographique le fait que notre heure légale est décalée d'un fuseau horaire l'hiver (heure d'hiver) et de deux fuseaux horaires l'été (heure d'été) nous avons alors une différence - importante celle-là - entre l'heure du cadran et celle de la montre.

Enfin, et c'est une différence plus subtile astronomiquement, il existe un troisième écart par rapport à l'heure de nos montres, écart dû à "l'équation du temps". La Terre décrit, autour du Soleil une trajectoire elliptique dans le plan de l'écliptique. L'axe de la Terre est incliné sur le plan de l'écliptique. D'autres astres, la Lune, Jupiter exercent leur influence sur le mouvement de la Terre. Ces différentes causes font que le temps qui sépare deux passages successifs du Soleil au méridien (Midi solaire) n'est pas constant tout au long de l'année. Pour les besoins de la vie courante une durée du jour, variable, présente des inconvénients. Aussi a-t-on défini un "jour moyen", constant toute l'année, divisé en 24 heures égales : c'est l'heure légale. Il y a ainsi un petit décalage variable, de jour en jour, entre le passage du Soleil au méridien (Midi solaire) et le midi des montres. Cet écart variable peut être reporté chaque jour de l'année sur une courbe : cette courbe représente l'équation du temps.

A l'éclairage de tout ce qui précède, nous comprenons, maintenant, pourquoi à l'heure lue sur un cadran solaire (réputé juste), il convient de faire trois corrections pour retrouver l'heure de la montre.

A l'heure lue sur le cadran il faut :

1. ajouter une heure l'hiver et deux heures l'été ;

2. retrancher ou ajouter la correction de longitude si l'on n'est pas sur le méridien de Greenwich : 4 minutes de temps tous les degrés de longitude (en plus ou en moins suivant que l'on de trouve à l'ouest ou à l'est de Greenwich) ;

3. ajouter ou retrancher la valeur de l'équation du temps.

Bien souvent, pour faciliter les calculs, les cadraniers combinent les deux dernières corrections en une seule. On peut résumer la procédure de correction par ce schéma :

Ce calcul qui peut paraître compliqué a priori, devient simple dès qu'on a su le réaliser convenablement plusieurs fois. Il permet de régler sa montre si le cadran solaire est juste ou de vérifier l'exactitude du cadran si la montre est à l'heure légale.