Étude des lignes de déclinaison d’un cadran solaire horizontal

Alexandre VIAL

Version corrigée du 16 avril 2006
Version originale : A. Vial, Bull. Un. Prof. Phys. Chim., 100(881):169–180, février 2006

Résumé

À partir du calcul de la position du Soleil dans le repère local horizontal, on démontre que sa trajectoire par rapport au style incliné d’un cadran horizontal définit un cône. L’équation de l’intersection de ce cône avec le plan du cadran est déterminée, et en fonction de la latitude du lieu et de la déclinaison du Soleil, on montre que les lignes de déclinaison (ou lignes diurnes) sont soit une droite, soit des hyperboles, des ellipses, ou une parabole.

1 Introduction
2 Calcul de la position du Soleil
 2.1 Position dans le repère équatorial absolu
 2.2 Position dans le repère équatorial local
 2.3 Position dans le repère local horizontal
3 Calcul de la position et de la longueur de l’ombre d’un style
 3.1 Étude du style vertical
 3.2 Étude du style incliné
4 Équations des lignes de déclinaison
 4.1 Lignes de déclinaison si le Soleil se couche
 4.2 Lignes de déclinaison si le Soleil ne se couche pas
 4.3 Exemples de lignes de déclinaison
5 Conclusion
Références
A Matrice de rotation
B Coordonnées sphériques et cartésiennes
C Relations utiles