La Earthcache / The Earthcache
Un cadran solaire est un dispositif donnant l'heure à partir de la position du Soleil ou plus précisément de son angle horaire, ou parfois de sa hauteur.
► L'heure solaire
L'heure solaire est définie directement par la position du Soleil à raison de 15° d'angle horaire par heure de temps. La Terre tourne autour de son axe en 24 heures, soit 360°/24 h = 15°/heure. L'heure solaire donne midi lorsqu'il passe exactement au Sud du lieu (méridien local).
Ce temps dépend du point de vue de l'observateur, il est donc différent selon la longitude du lieu.
Sur un cadran solaire, la ligne de midi solaire correspond toujours au moment de la culmination du Soleil dans le ciel et son passage au méridien local. Elle est donc toujours dans le plan Nord-Sud et est toujours verticale sur un cadran vertical, quelque soit sa déclinaison.
► De l'heure solaire à l'heure de la montre
~ Correction de la longitude
L'Europe utilise partout le même fuseau horaire, le CET (Central European Time).
Pour les lieux situés à l'Est du méridien CET, l'heure est décalée vers le matin ; pour les villes situées à l'Ouest, c'est le contraire, l'heure est décalée vers le soir.
Un lieu en Europe doit donc calculer la correction de longitude par rapport au méridien de référence, qui passe non loin de Saumur.
~ L'équation du temps
Elle témoigne de la variation annuelle de vitesse de rotation apparente du Soleil.
Elle provient d'une part de l'excentricité de l'orbite terrestre, et d'autre part de l'inclinaison de l'axe de rotation sur l'écliptique.
Cette variation atteint environ + ou - 14 minutes et s'annule 4 fois dans l'année et se matérialise sous la forme d'une courbe sinusoïdale.
~ Heure d'été / heure d'hiver
Il peut être nécessaire d'ajuster l'heure solaire en fonction de l'heure administrative (heure d'été/ heure d'hiver), si cette distinction existe dans le pays d'observation.
► Les types de cadrans solaires
Rappel lexical :
- Par style (ou gnomon), on entend l'élément dont l'ombre projeté sert à déterminer l'heure solaire.
- Par table, on entend la partie qui reçoit l'ombre du style et permet de voir l'heure solaire.
Nous allons comparer ici deux types représentatifs de deux familles de cadrans solaires, le cadran solaire analemmatique et le cadran solaire équatorial cylindrique.
~ Le cadran solaire analemmatique
Ce cadran (style et table) n'a pas d'inclinaison définie ; il peut être horizontal, vertical, déclinant ou même incliné.
Il est membre d'une famille de cadrans dont le style est mobile en fonction de la date dans l'année.
On déplace le style de façon à ce que l'ombre pointe vers le bon point horaire situé sur une grande ellipse graduée.
Le style est perpendiculaire à la table. Pour lire l'heure sur un analemmatique, il faut commencer par placer le style sur la ligne centrale selon la date du moment. On prolonge ensuite l'ombre du style jusqu'à la graduation sur l'ellipse.
Les tables de ces cadrans sont plates et sont souvent réalisés pour des jardins publics sous la forme d'une grande ellipse au sol avec une ligne de date.
Le style est alors réalisé par une personne se tenant debout sur la marque correspondant à la date du jour et levant le bras pour projeter une ombre jusqu'à l'ellipse.
~ Le cadran solaire équatorial
Ce cadran solaire présente une inclinaison fixe ; le degré d'inclinaison correspond à la latitude du cadran (angle entre le cadran et l'équateur), qu'on retrouve dans le degré de latitude (Nord en France) des coordonnées géographiques (ex : celles du GPS) du cadran solaire.
Il est membre d'une famille de cadrans dont le style est fixe (ex : une lame fine allongée).
Ce cadran solaire permet de mesurer l'heure solaire par l'ombre portée de la lame du style sur la table sur l'échelle horizontale de la table.
► Les roches des cadrans solaires
Qu'il soit analemmatique ou équatorial, l'usage de roches est généralement nécessaire pour mettre en place le cadran solaire. Ce sont souvent des pierres marbrières qui sont utilisées :
- "Marbre" conglomératique : roche métamorphisée dont le protolithe est un conglomérat, une roche sédimentaire détritique formée de gros blocs liés par un ciment.
- "Marbre" granitique : roche plutonique entièrement cristalline à texture grenue.
Ce sont des roches QFM formées de 3 minéraux : quartz (gris translucide), feldspath (blanc ou rose opaque) et mica (brillant et nacré). Ces cristaux ne sont ni orientés ni disposés en schistosité.
- "Marbre" gneissique : souvent des orthogneiss métamorphiques avec un protolithe granitique.
Ce sont donc des roches QFM mais les minéraux sont disposés sous une forme rubanée avec une alternance de lits clairs (quartz, feldspath) et sombres (mica noir).
- "Marbre" véritable : roche métamorphique ayant comme protolithe un calcaire sédimentaire.
Il présente un amas de cristaux de calcite de dimension millimétrique à centimétrique avec souvent des colorations et veinages polychromatiques.
A sundial is a device giving the time from the position of the Sun or more precisely its hour angle, or sometimes its height.
Until the nineteenth century, it was the most common and reliable way to determine precisely the moment in the day.
► Solar time
The solar time is defined directly by the position of the Sun at the rate of 15 ° of hour angle per hour of time. The Earth rotates around its axis in 24 hours, ie 360 ° / 24 h = 15 ° / hour. The solar time gives noon when it passes exactly to the south of the place (local meridian).
This time depends on the point of view of the observer, so it is different according to the longitude of the place.
On a sundial, the line of solar midday always corresponds to the time of the culmination of the Sun in the sky and its passage to the local meridian. It is therefore always in the North-South plane and is always vertical on a vertical dial, whatever its declination.
► From solar time to time of the watch
~ Correction of longitude
Europe uses the same time zone, the Central European Time (CET) everywhere.
For places located east of the CET meridian, the time is shifted towards the morning (the Sun rises and sets sooner). For cities to the west, the opposite is true, the time is shifted toward evening, the Sun rises and sets later.
A place in Europe must therefore calculate the longitude correction in relation to the reference meridian (here 1° West).
~ The equation of time
It shows the annual variation in apparent speed of rotation of the Sun. It originates on the one hand from the eccentricity of the earth's orbit and on the other hand from the inclination of the axis of rotation on the ecliptic.
This variation reaches approximately + or - 15 minutes and cancels out 4 times in the year and materializes in the form of a sinusoidal curve.
~ Summer / winter time
It may be necessary to adjust the solar time according to the administrative time (summer time / winter time), if this distinction exists in the country of observation (as is the case in France) .
► Types of sundials
Recall lexical :
- By style (or gnomon) , we mean the element whose projected shadow is used to determine the solar time.
- By table , we mean the part that receives the shadow of the style and allows to see the solar time.
We will compare here two representative types of two families of sundials, the analemmatic sundial and the equatorial cylindrical sundial.
~ Analemmatic sundial
This dial (style and table) has no defined tilt ; it can be horizontal, vertical, declining or even inclined.
It is a member of a dial family whose style is mobile based on the date in the year.
We move the style so that the shadow points to the correct time point on a large graduated ellipse.
The style is perpendicular to the table. To read the time on an analemmatic, it is necessary to begin by placing the style on the central line according to the date of the moment. We then extend the shadow of the style to the graduation on the ellipse.
The tables of these dials are flat and are often made for public gardens in the form of a large ellipse on the ground with a date line. </ br> The style is then realized by a person standing on the mark corresponding to today's date and raising his arm to project a shadow to the ellipse.
~ The equatorial sundial
This sundial has a fixed style ; the degree of inclination corresponds to the latitude of the dial (angle between the dial and the equator), found in the degree of latitude (North in France) of the coordinates of the sundial.
He is a member of a family of dials whose style is fixed (ex: a thin elongated blade).
This sundial is doubly interesting because it allows two measure solar time by the shadow of the style blade on the table.
► The sundial rocks
Whether analemmatic or equatorial, the use of rock is generally necessary to set up the sundial. It is often marble stones that are used:
- Conglomerate "marble": metamorphosed rock whose protolith is a conglomerate, a detrital sedimentary rock formed of large blocks linked by a cement.
- Granitic "marble": entirely crystalline plutonic rock with a grainy texture. These are QFM rocks formed from 3 minerals: quartz (translucent gray), feldspar (white or opaque pink) and mica (shiny and pearly). These crystals are neither oriented nor arranged in schistosity.
- Gneissic "marble": often orthogneiss, metamorphic rock with a granite protolith.
They are therefore QFM rocks but the minerals are arranged in a ribbon form with an alternation of clear (quartz, feldspar) and dark (black mica) beds.
- True "marble": metamorphic rock having as protolith a sedimentary limestone. It presents a mass of calcite crystals of millimeter to centimeter dimension with often polychromatic coloring and veining.
► Sources bibliographiques / Bibliographical sources
Les Questions / The Questions
La lecture attentive du descriptif de la cache, ainsi qu'une observation des éléments de terrain et un peu de déduction sont normalement suffisants pour répondre aux questions de cette EarthCache.
A careful reading of the description of the cache, as well as observation of terrain features and some deduction is usually sufficient to answer questions of this EarthCache.
Questions pour valider :"Mais quelle heure est-il à la Roseraie ?"
Questions to validate: "But what time is it in Nantes?"
Accès soumis à horaires / Access subject to timetables
Horaires du Parc de la Roseraie.
- Question 0 : Prenez une photo de vous ou d'un élément vous identifiant dans le parc de la Roseraie (mais pas le cadran solaire, sauf si vous me l'envoyez par message privé).
Cette photo devra au choix nous être transmise avec les réponses ou être ajoutée à votre log.
-Question 0 : - Question 0: Take a photo of yourself or an identifying item in the park of the Roseraie (but not the sundial, unless you send it to me by private message).
This photo must either be sent to us with the answers or added to your log.
Vous vous trouvez devant le cadran solaire du parc de la Roseraie... Mais à quelle heure y êtes vous ? Nous allons vite le savoir. Il est bien sûr préférable de faire cette EarthCache un jour ensoleillé.
You are in front of the sundial of the Roseraie park... But at what time are you there? We'll soon find out.
It is of course preferable to do this EarthCache on a sunny day, in order to discover all the interest of this natural mecanism.
- Question 1 : Décrivez le cadran solaire, son style et sa table. De quel type de cadran solaire s'agit-il ?
- Question 1 : Describe the sundial, its style and its table. What type of sundial is it?
- Question 2 : Suivez les instructions de la plaque, et déterminer l'heure solaire à Nantes. Vos observations sont-elles cohérentes avec l'heure de votre montre ? Expliquez votre raisonnement.
- Question 2 : Follow the instructions of the panel, and determine the solar time in Nantes. Are your observations consistent with the time of your watch? Explain your reasoning.
Observons de plus près le bloc de pierre marbrière ou est gravé l'usage de ce cadran solaire (plaque de gauche).
Let's take a closer look at the block of marble stone where the use of this sundial is engraved (plate on the left).
- Question 3 : Décrire la roche (couleur, litage, texture). Déduisez en le type de marbre utilisé.
- Question 3 : If there is sun, a mineral jumps to eyes. Which one is it?
Vous pouvez vous loguer sans attendre notre confirmation,
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Rappel concernant les « Earthcaches »: Il n'y a pas de conteneur à rechercher ni de logbook à renseigner. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions ci-dessus et de nous renvoyer les réponses.
Reminder concerning "Earthcaches": there is neither a container to look for nor a logbook to sign. One need only go to the location, answer to the differents questions and send us the answers.