Cadran solaire bayonne explications

Document Astronomie Côte Basque- JA- juillet 2007 Page 1 sur 4
Le cadran solaire de la cathédrale Sainte-Marie de Bayonne
Historique de la mesure du temps
Pour définir une échelle du temps, l'homme s'est servi des éléments naturels : le Soleil (cadran solaire), l'eau (clepsydre), le feu (bougie), le
sable (sablier) et de son corps (le pouls pour la seconde, et la longueur de son ombre pour connaître l’heure et la saison).
Le cadran solaire :
On le doit, selon certains, au Grec Anaximandre de Milet, au 6
ème
siècle avant J.C., selon d'autres aux Chinois et aux Egyptiens à une époque
bien antérieure, sans pouvoir être affirmatif, vers 1450 av. J.C. Les cadrans solaires étaient utilisés avant l'invention des horloges mécaniques
(13
ème
siècle) et des montres (18
ème
siècle). Ils utilisent la lumière solaire éclairant une tige (style), dont l’ombre projetée sur une surface (table
horaire) permet de déterminer l'heure selon la saison.
La clepsydre ou horloge à eau :
La première clepsydre est apparue en 1400 av. J.C. environ. Elle évalue le temps par l'écoulement régulier d'une quantité d'eau déterminée.
L’horloge à combustion :
Introduite par les Byzantins, dans les premiers siècles de notre ère, elle permet de calculer le temps écoulé, en se basant sur la vitesse de
combustion de bâtons d’encens.

Document Astronomie Côte Basque- JA- juillet 2007 Page 2 sur 4
Le sablier :
Il a été inventé vers le 14ème siècle. A l'origine, il était constitué de deux bulles de verre placées l'une sur l'autre et reliées par un tuyau fin.
L’horloge mécanique :
La première, appelée « horloge à foliot », date du 13
ème
siècle. Il s'agit d'un balancier horizontal muni de deux petits poids pour en assurer le
réglage. Ses allers et retours (battements) durent plusieurs secondes et ne sont pas très réguliers. Ces horloges devaient donc souvent être
remises à l'heure du cadran solaire ; elles pouvaient varier d'une heure par jour.
Le cadran solaire a plusieurs utilités :
- Scientifique : Lui ou son ancêtre le gnomon (menhir, obélisque, bâton vertical planté dans le sol), une fois éclairé par le Soleil, sont les
premiers observatoires astronomiques. Conçu en fonction de la latitude, le cadran nous permet de savoir si la Terre est plus ou moins
proche du Soleil, en mettant en évidence une variation de la vitesse de révolution de la Terre autour du Soleil, donc d’une variation de
plus ou moins un quart d’heure dans la lecture du cadran (l'équation du temps). Mais ce dernier nous indique également la
« proximité » de la saison et l’inclinaison et l’orientation de l’axe rotation de la Terre sous nos pieds.
- Décoratif : La matière, la forme du cadran et les inscriptions qui y figurent peuvent renseigner sur la date de sa création et le style de
son concepteur.
- Pratique : Il donne l’heure avec le Soleil pour la vie au quotidien, pour la prière et pour permettre aux garde-temps (personnes en
charge du temps) des maisons bourgeoises de réétalonner leurs marque-temps (instruments).
Le cadran solaire de la cathédrale de Bayonne :
Sa date de création est inconnue, mais on peut supposer qu’il a été réalisé entre le 13
ème
et le 16
ème
siècle.
Taillé dans de la pierre de Mousserolle, de petite dimension (50cm x 60cm), il a été encastré dans un contrefort extérieur EST, près de
l’entrée principale du cloître.
Placé à environ 8 mètres de haut, il est de type équatorial (nom donné par sa géométrie de construction qui rappelle la Terre). Les tables
portant les lignes horaires (tables horaires) sont équatoriales et verticale. Les chiffres des heures sont une variante médiévale des chiffres
romains : le 4 est écrit IIII au lieu de IV (ce qui en fait une variante ancienne). Cet usage a été repris en horlogerie où 4 heures s'écrit IIII,
essentiellement pour des raisons de lisibilité.

Document Astronomie Côte Basque- JA- juillet 2007 Page 3 sur 4
Les différentes parties du cadran :
l’équatorial
les lignes horaires
Vers l’étoile polaire
la table horaire printemps - été
les heures
la table horaire automne - hiver
la table horaire printemps - automne
Le style

Document Astronomie Côte Basque- JA- juillet 2007 Page 4 sur 4
Le fonctionnement du cadran solaire de la cathédrale Sainte-Marie :
Placé à cet endroit, le cadran fonctionne le matin, lorsque la hauteur du Soleil est supérieure aux toits des maisons, jusqu'à 1 heure solaire de
l’après-midi. On peut supposer qu’au Moyen Age, il n’y avait pas toutes ces constructions.
Le style est incliné et il est parallèle à l’axe de rotation de la Terre (axe situé sous nos pieds), à 43,5° par rapport au sol en direction du Nord
pour notre latitude, pointant vers l’étoile polaire.
Au cours de l’année, la Terre fait sa révolution autour du Soleil sur une trajectoire qui la place plus au moins proche de ce dernier, tout en
gardant son axe de rotation pointé vers l’étoile polaire.
Ce déplacement se traduit par 2 observations :
1) Selon la seconde loi de l’astronome Kepler, la Terre se déplace à une vitesse irrégulière sur son orbite presque circulaire. La Terre
est au plus près du Soleil début janvier, avec une vitesse de révolution de 31km/s (115 000 km/h) et en été au plus loin du Soleil, avec une
vitesse de 29km/s (100 000 km/h). Vu depuis la Terre, le Soleil ne se déplace pas, dans son mouvement apparent au cours de l’année, à
vitesse constante.
2) L’axe de rotation pointant toujours vers l’étoile polaire a pour conséquence une variation de la hauteur du Soleil au cours de l’année,
vue depuis la Terre. Au cours de l’année au Pays Basque, cette dernière varie de 23° en hiver, à 46° a u printemps et à l’automne, et 70° en
été (en France, le Soleil ne passe jamais au Zénith, c’est-à-dire à 90° de hauteur). Cela entraîne éga lement un changement de direction au
lever et coucher du Soleil au cours de l’année (seulement le jour du printemps et celui de l’automne, le Soleil se lève « pile » à l’EST et se
couche « pile » à l’OUEST. Pour tous les terriens, la journée et la nuit sont alors égales à 12 h : c’est l’équinoxe).
Ces deux principales particularités, simplifiées ici pour vous, sont regroupées par les astronomes sous le terme «d’équation du temps» et
entraînent pour le midi vrai du lieu (midi solaire) une variation de plus ou moins un quart d’heure par rapport à l’heure de la montre (heure
légale : plus 1 h en hiver ou 2 heures en été).
A noter : en été, seuls l’équatorial et la table horaire printemps-été sont éclairés. En hiver, seuls le sont l’équatorial et la table horaire
automne-hiver. Le jour du printemps et le jour de l’automne, seul l’équatorial est éclairé.
La restauration du cadran a été réalisée en juin 2007, sous l’égide du Ministère de la Culture, de l'Architecte des Bâtiments de France de
Bayonne, Madame Anne MANGIN-PAYEN et son adjointe Madame Maryse RIGOU, du Tailleur de pierre Monsieur Benjamin VAL, et de
la Société d’Astronomie Populaire de la Côte Basque avec Monsieur Jacques AURIAU.