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Qu'est-ce qu'une méridienne ?

Un type particulier de cadrans solaires


Méridienne de la bourse à Nantes Lorsqu’elle n’est pas cette pièce de mobilier, sorte de fauteuil-canapé, souvent asymétrique, sur lequel on prenait, demi-allongé, le repos de la mi-journée aussi nommé méridienne, ou mérienne à la campagne, une méridienne est un cadran solaire particulier, en ceci qu’il ne fonctionne qu’à midi. Plus précisément, une méridienne est destinée à repérer le midi vrai en un lieu donné, c’est-à-dire l’instant où le centre du Soleil franchit le plan méridien du lieu.

Les méridiennes sont le plus souvent verticales, et extérieures, mais certaines sont horizontales. Ces dernières se trouvent à l’intérieur d’édifices importants. Parmi les plus célèbres, citons celle de l’église San Petronio à Bologne et, à Paris, celles de l’Observatoire et de l’église Saint-Sulpice.

Une méridienne est essentiellement constituée d’un segment de droite tracé sur un mur vertical, ou sur le sol horizontal, et qui correspond à la trace, sur le mur ou sur le sol, du plan méridien du lieu ou plan méridien de la méridienne. Ce segment de droite, vertical ou horizontal, doit toutefois être complété par un second élément. Dans le cas d’une méridienne verticale, il peut s’agir d’un style métallique fixé au mur, dont l’extrémité utile est située dans le plan méridien, mais on lui substitue souvent une plaque métallique (figurant un soleil) percée d’un orifice en son centre. C’est alors cet orifice qui doit se trouver dans le plan méridien. Cette solution s’apparente à celle retenue pour les méridiennes horizontales intérieures. Ces dernières sont en effet complétées par un trou traversant le toit ou un mur de l’édifice qui les abrite, trou situé dans le plan méridien de la ligne tracée au sol.

Le segment de droite, constituant essentiel d’une méridienne, porte aussi le nom de méridienne – c’est la méridienne de la méridienne ! – ou mieux, celui de ligne méridienne. En fait, c’est d’abord ce segment de droite situé dans le plan méridien qui est la méridienne proprement dite, et qui a donné son nom à l’appareil gnomonique pris dans son ensemble.

Les méridiennes considérées dans la suite sont des méridiennes verticales.

Le mur sur lequel est tracée une méridienne verticale regarde généralement plein sud, mais ce n’est pas une nécessité. En revanche, on devine qu’il doit impérativement être éclairé par le Soleil autour de midi. De façon générale, à ce moment de la journée, il faut pouvoir observer le franchissement de la ligne méridienne, d’ouest en est (dans l’hémisphère nord), par ce que nous appellerons le repère solaire, à savoir l’ombre de l’extrémité du style ou la tache de soleil substituée à cette ombre, selon le cas. L’instant de ce franchissement est celui où le centre du Soleil passe dans le plan méridien, c’est-à-dire celui du midi vrai.


Des méridiennes savantes


Une méridienne est donc un appareil très simple dans son principe et sur lequel se « lit » facilement le midi vrai. Pourtant, on y ajoute fréquemment une courbe qui lui donne un aspect savant, et énigmatique pour le profane. Il s’agit d’une courbe en huit, souvent très allongée dans la direction de la ligne méridienne, laquelle la traverse de part en part. À noter toutefois que, malgré les premières apparences, cette courbe ne possède aucune symétrie, et son point double n’est pas exactement situé sur la ligne méridienne. D’autre part, la forme du huit peut être considérablement distordue si la méridienne est fortement déclinante, c’est-à-dire s’il s’en faut de beaucoup que le mur regarde plein sud.

Inventée au cours des années 1730 par l’astronome Jean-Paul Grandjean de Fouchy (1707-1788), cette courbe en huit est appelée méridienne du temps moyen car elle sert à repérer l’instant du midi moyen. C’est en effet le franchissement de cette ligne par le repère solaire qui indiquera le midi moyen. La méridienne du temps moyen est donc au midi moyen ce que la ligne méridienne est au midi vrai, de sorte que la ligne méridienne peut aussi être désignée comme la méridienne du temps vrai si l’on souhaite éviter toute confusion avec sa concurrente. Ainsi, la plupart des méridiennes comportent deux méridiennes !

Mais il se présente une difficulté puisque le repère solaire, dans son parcours d’ouest en est, et à l’exception de trois jours par an, va rencontrer deux fois la méridienne du temps moyen. De ces deux intersections, laquelle marque le midi moyen ? La réponse dépend de l’époque de l’année, et des inscriptions le long de la courbe, signes du zodiaque, saisons ou mois de l’année, indiquent heureusement quelle en est la partie utile à l’époque considérée. Du moins est-ce généralement le cas. Notons que, sur le mur portant la méridienne, la trajectoire quotidienne du repère solaire est pratiquement rectiligne dans sa partie voisine de la ligne méridienne. De plus, elle est horizontale si le mur regarde plein sud, mais oblique si la méridienne est déclinante.

Cependant, il est possible de se passer de ces indications si l’on sait tracer le chiffre 8, avec cette restriction de savoir le tracer comme on apprenait autrefois (et encore aujourd’hui ?) aux écoliers à le faire, en partant du haut et vers la gauche. Or, la méridienne du temps moyen s’étire entre deux points extrêmes atteints par le repère solaire lors du solstice d’hiver (point haut) et du solstice d’été (point bas). Ainsi, lorsque la méridienne du temps moyen est parcourue, depuis son point haut, dans le sens indiqué ci-dessus, la descente vers le solstice d’été s’effectue sur la partie de la courbe à utiliser en hiver puis au printemps, tandis que la remontée vers le solstice d’hiver se fait sur celle qui correspond à l’été puis à l’automne.

Les points haut et bas de la méridienne du temps moyen ne sont pas exactement situés sur la méridienne du temps vrai, mais respectivement un peu à droite et un peu à gauche. De là résultent quelques jours exceptionnels, aussitôt après le solstice d’hiver et juste avant celui d’été, en dehors desquels vaut la règle générale suivante : en hiver le midi moyen M précède le midi vrai V (ordre MV), et c’est l’inverse en automne (VM), tandis que le printemps et l’été sont partagés entre les deux cas (MV puis VM). L’écart entre les deux midis est ce que les astronomes appellent l’équation du temps, qui est positive si le midi moyen précède le midi vrai, et négative dans le cas contraire.


L’utilité des méridiennes


Les méridiennes ont longtemps été des auxiliaires précieux pour les horlogers. D’abord, à l’époque où l’on faisait indiquer l’heure solaire vraie aux montres et horloges, elles permettaient une mise à l’heure à midi vrai avec une précision supérieure à celle que l’on pouvait attendre des cadrans solaires ordinaires. Mais même à cette époque, alors que la méridienne du temps moyen n’était évidemment d’aucune utilité pour l’opération de mise à l’heure, elle pouvait être employée au réglage de la marche de la montre. Car, indépendamment de l’heure qu’elle indiquait, la marche de la montre devait être conforme à celle du temps moyen. Une méridienne équipée de la méridienne du temps moyen permettait de réaliser ce réglage de marche avec une précision suffisante, sans avoir recours à une table de l’équation du temps. Par la suite, lorsqu’en France l’heure solaire vraie fut abandonnée pour l’heure de temps moyen dans le deuxième quart du XIXe siècle, l’utilité de ces méridiennes complètes fut d’autant plus évidente, et elles devinrent des instruments de référence dont chaque ville importante se devait de posséder un exemplaire.


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