AnalyseNotion · Glossaire
analemme
L'analemme (ou analème) est la courbe obtenue en reportant les positions successives du Soleil dans le ciel, observées chaque jour à la même heure et au même lieu pendant une année complète. On peut l'obtenir par photographie, par simulation informatique en astronomie ou à l'aide d'un planétarium. Vue depuis la Terre dans une configuration d'observation fixée, cette courbe prend généralement la forme d'un 8 étiré et dissymétrique — parfois appelée « courbe en 8 ». Selon le lieu, l'heure et la projection choisis, sa largeur peut rendre visible l'avance ou le retard du Soleil apparent par rapport au temps solaire moyen, c'est-à-dire l'équation du temps, tandis que son extension verticale suit la variation saisonnière de sa position liée à sa déclinaison. Ces dimensions ne sont donc pas des mesures universelles de ces grandeurs ni de la durée du jour. Depuis Mars, dans une configuration fixée, la courbe peut prendre la forme d'une goutte d'eau. L'analemme est parfois tracé directement sur les cadrans solaires pour indiquer le midi moyen selon les saisons. Lorsqu'un cadran solaire se réduit à sa seule ligne de midi accompagnée de l'analemme, il prend le nom de méridienne de temps moyen.
Sommaire
Ce que vous allez apprendre
- Construire mentalement un analemme à partir de positions quotidiennes prises au même lieu et à la même heure.
- Lire séparément le déplacement saisonnier et l’avance ou le retard par rapport au temps solaire moyen.
- Distinguer l’analemme d’une trajectoire quotidienne et de l’équation du temps.
- Relier la courbe terrestre au cadran solaire, à la méridienne de temps moyen et à la forme observée depuis Mars.
En clair
Placez un appareil photo au même endroit et visez le même morceau de ciel. Chaque jour pendant un an, à la même heure, marquez la position du Soleil. Les points ne se superposent pas : ils dessinent peu à peu un huit allongé et inégal.
Cette courbe est l’analemme. Elle rassemble dans une seule image le déplacement saisonnier du Soleil et son avance ou son retard par rapport à une heure moyenne. Pour un lieu, une heure et une projection fixés, elle peut ressembler à un huit dissymétrique sur Terre et à une goutte sur Mars.
Définition
Un analemme est le lieu des positions apparentes successives du Soleil relevées depuis un lieu fixe, à une même heure, durant une année complète. Chaque point associe donc un jour de l’année à une direction du Soleil dans le ciel. La photographie, une simulation astronomique ou un planétarium permettent d’obtenir ce tracé.
Dans une configuration d’observation terrestre fixée, les points forment généralement un huit étiré et dissymétrique. Selon le lieu, l’heure et la projection choisis, la coordonnée verticale rend visible la variation saisonnière de la position du Soleil, liée à sa déclinaison, tandis que la coordonnée horizontale peut manifester son avance ou son retard par rapport au temps solaire moyen : c’est l’équation du temps. Ces dimensions graphiques ne constituent donc pas des mesures universelles de la hauteur du Soleil, de la durée d’éclairement ou de l’équation du temps. La dissymétrie des deux boucles accompagne notamment les différences signalées entre le voisinage du périhélie et celui de l’aphélie. La forme n’est pas universelle : dans une configuration d’observation fixée depuis Mars, l’analemme peut ressembler à une goutte d’eau.
Un analemme peut être inscrit sur un cadran solaire pour repérer le midi moyen au fil des saisons. Si le dispositif ne conserve que la ligne de midi et l’analemme, il s’appelle une méridienne de temps moyen.
Un exemple, pas à pas
On veut construire un analemme photographique. Les données sont un lieu d’observation fixe, un cadrage qui ne change pas, une même heure quotidienne et une année complète de relevés. Chaque photographie doit permettre de repérer la position du Soleil dans ce cadre commun.
1. Fixez l’appareil et choisissez l’heure qui restera identique.
2. Chaque jour, reportez seulement le centre du Soleil sur le même cadre.
3. Conservez l’ordre des relevés pendant l’année entière.
4. Reliez mentalement les positions successives sans changer d’origine ni d’orientation.
5. Observez la courbe fermée obtenue : sur Terre, elle prend l’allure d’un huit allongé et dissymétrique.
2. Chaque jour, reportez seulement le centre du Soleil sur le même cadre.
3. Conservez l’ordre des relevés pendant l’année entière.
4. Reliez mentalement les positions successives sans changer d’origine ni d’orientation.
5. Observez la courbe fermée obtenue : sur Terre, elle prend l’allure d’un huit allongé et dissymétrique.
Le résultat est un analemme, et non la trajectoire parcourue par le Soleil au cours d’une seule journée. Le contrôle est refaisable : les relevés doivent tous partager le même lieu, la même heure et le même repère. La figure schématique montre le type de courbe que ce protocole fait apparaître.
En pratique
En photographie, on superpose les positions quotidiennes du Soleil prises avec un appareil immobile. Si une année de prises de vue n’est pas possible, une simulation astronomique ou un planétarium permet de reproduire le même relevé.
Sur un cadran solaire, l’analemme sert à retrouver le midi moyen selon la saison. On préfère une méridienne de temps moyen lorsque seul ce repérage de midi est recherché : le dispositif se limite alors à la ligne de midi accompagnée de la courbe.
Pour comparer deux planètes, on fixe entièrement le même protocole d’observation, notamment l’heure, la latitude et la projection. La forme finale peut alors être comparée : dans les configurations considérées, un huit dissymétrique depuis la Terre et une goutte d’eau depuis Mars.
À ne pas confondre
Analemme et équation du temps. L’analemme est une courbe de positions dans le ciel ; l’équation du temps mesure une avance ou un retard temporel. Sur un cadran, la courbe contient cette information, mais les deux notions ne sont pas interchangeables.
Analemme et trajectoire quotidienne du Soleil. Une trajectoire quotidienne suit le Soleil continûment pendant une journée. Un analemme ne retient qu’une position par jour, toujours à la même heure, et rassemble une année complète. Le nombre de dates représentées tranche entre les deux.
Limites et pièges
Heure ou lieu variables. Si l’observateur change de lieu, de repère ou d’heure au fil des jours, les points ne décrivent plus l’analemme défini par le protocole. Il faut fixer ces trois données avant de comparer les positions.
Largeur du huit. La largeur horizontale ne mesure pas, à elle seule, la durée d’éclairement. Dans une projection et un repère fixés, elle peut traduire l’avance ou le retard par rapport au temps solaire moyen. À l’heure d’observation, la hauteur du Soleil varie notamment avec sa déclinaison ; son lien avec la durée du jour dépend de la latitude et des conditions d’observation. Il faut donc interpréter les deux directions en tenant compte du protocole.
Forme prise pour une règle universelle. Le huit étiré caractérise ici l’observation depuis la Terre. Depuis Mars, le symptôme visible est une goutte d’eau ; il faut décrire la planète et le protocole avant de nommer la forme attendue.
Pour aller plus loin
Équation du temps — Pour interpréter l’avance ou le retard horizontal qui contribue à la largeur de l’analemme.
Cadran solaire — Pour situer l’analemme sur un instrument qui indique le midi moyen au fil des saisons.
Périhélie — Pour comprendre comment l’excentricité de l’orbite terrestre contribue à l’équation du temps, sans assimiler la largeur de l’analemme à la durée du jour.
Aphélie — Pour distinguer la contribution du mouvement orbital à l’équation du temps de la variation verticale liée à la déclinaison du Soleil.
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