L'astrolabe planisphérique est un instrument de calcul astronomique puissant dont la conception est particulièrement astucieuse. Il est composé de plusieurs disques fixes ou mobiles, de règles et de graduations fines, sur les deux faces.
Histoire de l'astrolabe
On estime que l’invention de l’astrolabe, date de près de 2500 ans, sans qu’il soit possible d’identifier clairement un inventeur. On peut distinguer trois périodes :
La première, que l'on peut appeler les précurseurs, s’étend sur 5 siècles, à l’époque antique, entre la Grèce et l’Égypte. On y distingue trois auteurs fameux, qui ont jeté les bases mathématiques et géométriques, nécessaires à la création de tous les types d’astrolabes. Ptolémée, en particulier, est connu pour avoir décrit en détail la projection stéréographique, dans son ouvrage Le planisphère. Cette projection est à la base des astrolabes planisphériques et universels.
La deuxième période, celle des vulgarisateurs, correspond à l’apparition des premiers traités fondateurs, qui décrivent le tracé de l’astrolabe et son usage. Les connaissances se diffusent progressivement vers l’ouest de la Méditerranée avant d’aborder le sud de l’Europe.
La troisième période voit l’apparition des constructeurs d’astrolabes, qui sont des artisans tout autant que des savants. Ils permettent aux explorateurs d’emporter avec eux, des moyens de mesure et de calcul, afin de s’orienter et se localiser.
On estime que l’âge d’or de l’astrolabe couvre la période entre le 10e et le 18e siècle.
Composants d'un astrolabe planisphérique
1 - le trône permet de tenir l'astrolabe verticalement lors des opération de pointage avec l'alidade. Il est souvent richement décoré et comporte un anneau ou une cordelette.
2 - le limbe est gradué en heures et en degrés par quadrant. Il permet de lire une valeur pointée par la règle.
3 - le tympan est la plaque gravée mise au fond de l'astrolabe. Elle est conçue pour une latitude donnée. L'astrolabe était en général fourni avec au moins 3 plaques gravées des deux cotés avec une latitude différente. Le typan comporte les cercles des tropiques et de l'équateur, les cercles de hauteur sur l'horizon et les arcs d'azimut, les arcs des crépuscules et parfois les arcs des heures temporaires.
4 - l'araignée tourne autour de l'axe et comporte des pointeurs pour repérer les principales étoiles. Le cercle écliptique est gradué en longitude écliptique souvent repérée par les signes zodiacaux.
5 - la règle permet de pointer une valeur sur le limbe ou un point sur le tympan.
Le tracé de l'astrolabe ci-contre a été réalisé à l'aide du logiciel Shadows Pro
Découvrir aussi l'astrolabe universel.
Construction de l'astrolabe
L'astrolabe est en fait un empilement d'éléments autour de l'axe central. On y empile la mère, puis le tympan, puis l'araignée et enfin la règle, avant de verrouiller le tout avec une goupille.
Le logiciel Shadows Pro permet d'imprimer à l'échelle chaque élément. Il suffit de les coller sur du carton ou du bois puis de les découper avant de les assembler. Il est aussi possible d'utiliser le fichier DXF ou EMF exporté par le logiciel pour piloter une machine à photograver ou une fraiseuse à commande numérique, ou d'exporter directement depuis Shadows Pro les fichiers pour une machine de découpe et de gravure laser.
Une liste d'artisans réalisant des astrolabes par gravure sur laiton ou bronze est fournie en bas de la page L'astrolabe dans les arts.
Instruments anciens
Les astrolabes de collection sont désormais visibles dans des musées. La plupart datent entre le 13e et le 19e siècle. Ce sont de magnifiques pièces de laiton ou de bronze, gravées finement et parfois ornées de petites sculptures sur le trône. Les astrolabes anciens atteignent des prix astronomiques lors des rares ventes aux enchères qui en proposent.
Fonctionnement d'un astrolabe
L'astrolabe est avant tout une calculatrice astronomique. Il permet de calculer les heures de lever et de coucher d'un astre, l'heure de son passage au méridien, la hauteur de culmination, l'azimut de lever ou de coucher, son ascension droite ou sa déclinaison, et bien d'autres choses encore.
Découvrez d'autres usages de l'astrolabe planisphérique dans le Manuel Utilisateur.
L'astrolabe, calculateur astronomique et oeuvre d'art (video, 20 min 11 s)
La projection stéréographique
La projection stéréographique, utilisée dans l'astrolabe planisphérique, s'effectue en projetant un point d'une sphère sur le plan équateur, vu depuis l'un des pôles de la sphère. Dans le cas d'un astrolabe, le centre de projection est le pôle sud pour l'hémisphère nord, et le pôle nord pour l'hémisphère sud.
Ci-dessus, à gauche, le point P de la sphère céleste se projette sur le plan équatorial en P'. Les cercles de déclinaison se projettent en des cercles concentriques (équateur, tropiques). Les cercles de hauteur se projettent en des cercles de centre décalé et de rayon d'autant plus petit que la hauteur est grande.
En général, on limite la projection au cercle du tropique du Capricorne, qui forme le cercle extérieur du tympan.
Poursuivre la découverte avec les représentations de l'astrolabe dans les arts
Crédit photo :
- astrolabes anciens : détails d'astrolabes du musée national maritime de Greenwich.