Le cadran solaire plan à style polaire

Le cadran solaire plan à style polaire dérive du cadran équatorial par prolongation de son tracé sur un plan d'orientation et d'inclinaison quelconques.

Le cadran horizontal

Le cadran horizontal est couramment installé sur une colonne dans un jardin ou un square. La table du cadran est généralement polygonale ou circulaire. Les cadrans horizontaux installés dans les jardins sont assez populaires au Royaume Uni et aux Etats-Unis.

Le style est orienté selon l'axe Nord-Sud et pointe vers le pôle céleste. L'angle formé entre la table horizontale et le style polaire est égal à la latitude du lieu. C'est pourquoi il est rare de voir des cadrans horizontaux dans les latitudes basses, comme sous les tropiques.

Le cadran horizontal donne les heures toute la journée, du matin à la fin d'après-midi. Dans les pays de forte latitude, il peut même donner les 24 heures à certaines saisons. La table du cadran est éclairée dès que le Soleil est au-dessus de l'horizon.

Le cadran horizontal étant accessible au public, il peut être touché par le public et peut donc facilement être endommagé ou dégradé. Son style pointé vers le haut peut également présenter des risques de blessure.

Quelques exemples de cadrans horizontaux monumentaux sont connus, comme le cadran papillon du jardin de Reuilly à Paris.

Le cadran horizontal (vidéo de 9 min 25 s)

Les cadrans verticaux

Le cadran vertical méridional doit son nom au fait qu’il regarde le midi. Il est effectivement placé sur un mur vertical orienté exactement vers le sud dans l’hémisphère Nord et vers le nord dans l’hémisphère Sud.

La table du cadran méridional est éclairée dès que le Soleil est au-dessus de l'horizon et plus au sud (au nord dans l’hémisphère Sud) de la ligne Est-Ouest. Cependant, si le cadran est installé sous les tropiques, il y aura une période de l'année ou le Soleil éclairera par moment l'autre face du mur et pas le cadran, puisque la déclinaison du Soleil peut dépasser 90°.

Mais les tracés les plus beaux sont obtenus par un cadran plus ou moins déclinant vers l'Est ou l'Ouest. Plus le cadran est déclinant, plus le style s'incline par rapport à la ligne de midi (puisqu'il reste parallèle à l'axe des pôles), et plus le tracé du cadran pivote avec l'équinoxiale.

Les cadrans très déclinants sont également intéressants comme les cadrans orientaux ou occidentaux, qui font face respectivement à l'Est et à l'Ouest.

Certains cadrans sont même déclinants au delà de 90° par rapport au Sud voire sont plein Nord.

Le cadran équatorial

Le cadran équatorial a sa table placée dans le plan de l'équateur céleste. Son style polaire est confondu avec le style droit. Ce cadran peut fonctionner sur deux faces, chacune durant la moitié de l'année. A proximité des équinoxes, le Soleil est proche du plan de l'équateur et l'ombre du style est rejetée quasiment à l'infini. Les lignes horaires d'un cadran équatorial sont simplement écartées de 15° par heure et donnent directement l'angle horaire du Soleil.

Le cadran polaire

Le cadran polaire a sa table dans le plan polaire, incliné par rapport à l'horizontal d'un angle égale à la latitude du lieu. Le style est parallèle au plan du cadran et est en général monté sur une jambe ou est matérialisée par une plaque rectangulaire. Les lignes horaires de temps solaires sont parallèles entre elles. Les arcs diurnes sont symétriques par rapport au point A (centre du cadran).

Les cadrans multiples

Les cadrans multiples sont en général tracés sur les faces de polyhèdres plus ou moins complexes.

Les cadrans de ce type en extérieur sont assez rares. En revanche, on en voit fréquemment dans les musées, en général sous la forme d'un cube incliné monté sur un pied.

Un des plus courants est le cadran diptyque composé de deux cadrans, montés dans une boîte à chanière, dont le style est un fil tendu.

Les formes de style

Le point le plus important dans un cadran solaire est l'extrémité du style. C'est lui qui détermine le point de l'ombre donnant l'heure et la date. De cette extrémité, on peut avoir un style polaire qui rejoint le point B, le point de convergence des lignes horaires, ou le point A, le centre du cadran.

Certains cadrans ne possèdent que le style droit, planté au point A perpendiculairement à la table du cadran. Ce style est couramment appelé gnomon. Le style le plus courant est le style polaire, parallèle à l'axe de rotation de la Terre. Il est parfois supporté par une jambe et possède parfois une sphère ou un disque déterminant le point d'ombre donnant la date. Dans le cas de styles polaire longs, le cadran ne donne que l'heure et ne peut donner d'indication sur la date ou la déclinaison du Soleil.

D'autres cadrans ont un style triangulaire, plus ou moins décoré ou évidé. Dans d'autres cas, le style est un disque percé projetant un point lumineux sur le cadran. Le disque est en général supporté par trois jambes, ou un autre système de fixation. Enfin, le style polaire est parfois matérialisé par une corde tendue avec un poids.

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Crédit photo :
- horizontal (gauche) : Varsovie, photo FB
- vertical (haut gauche) : cadran en haut d'un immeuble à Lille, photo FB
- vertical (haut milieu) : cadran légèrement déclinant à Nancray (25), photo FB
- vertical (haut droite) : cadran fortement déclinant sur l'église de Oyrières (70), photo FB
- vertical (bas gauche) : cadran de Cuvier au jardin des plantes, Paris, photo FB
- vertical (bas milieu) : cadran occidental à incriptions grecques, villa Kerylos, Baulieu-sur-mer (06), photo FB
- vertical (bas milieu) : cadran occidental sur une villa de Saint-Jean-Cap-Ferrat (06), photo FB
- vertical (bas droite) : cadran déclinant du matin, Institut de France, Paris, photo FB
- équatorial (gauche) : cadran créé par Simon Bernard, cadranier à Beaune (21), www.lescadransdeconstant.com
- équatorial (centre) : cadran en pierre de l'atelier Skülpt 303, www.skulpt303.com/
- équatorial (droite : cadran dans la Cité Interdite de Pékin, Chine
- polaire (gauche) : cadran réalisé par Pascal Simonie (France)
- polaire (droite) : cadran réalisé par Dan O'Neal (Guatemala)
- multiple (gauche) : réplique de cadran diptyque, Science Shopping
- multiple (centre) : cadran à Annecy (74), photo Gilles Guéritault
- multiple (droite) : cadran portable, observatoire de Greenwich, UK, photo FB
- style droit : Beaulieu sur mer (06), photo FB
- style linéaire : Aix-en-Provence, photo FB
- style triangulaire : Figeac, photo FB
- style disque percé : Aix-en-Provence, photo FB
- style élancé : Varsovie, photo FB
- style fil tendu : John Carmichael, www.sundialsculptures.com