Astrolabe - Définition et Explications

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Introduction

Astrolabe perse du XVIIIe siècle.
Schéma de la machine d'Anticythère

L'astrolabe (du grec astrolabos signifiant « instrument pour prendre la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) des astres » ou Almincantarat, Almicantarat) est une double projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de...) plane (La plane est un outil pour le travail du bois. Elle est composée d'une lame semblable à celle...) (le plus souvent une projection polaire) qui permet de représenter le mouvement des astres sur la voûte (Une voûte (ou voute) est un élément architectural de couvrement intérieur d'un...) céleste. Le principe de sa construction est connu depuis l'époque grecque : son invention est attribuée classiquement à Hipparque (v. -190 à -120). Une forme très perfectionnée, datant de -87, la machine d'Anticythère, a été découverte au large de l'île (Une île est une étendue de terre entourée d'eau, que cette eau soit celle d'un cours d'eau, d'un...) du même nom. Mais son utilisation courante n'a été répandue que par les astronomes arabes, à partir du VIIIe siècle. D'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) limité pour les observations astronomiques, il sert surtout pour l'astrologie (L‘astrologie est l'ensemble des systèmes de croyances organisés en vue d'obtenir des...), l'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une...) de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...), et le calcul de l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...) le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) par l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) ou pendant la nuit par l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) des étoiles. Dans sa forme simplifiée, l'« astrolabe nautique », ce fut le principal instrument de navigation (Lien interne Astronomie) depuis le XVIe jusqu'au XVIIIe siècle, au moment où fut inventé le sextant (Un sextant est un instrument de navigation permettant de relever la hauteur angulaire d’un...).

Fonctionnement

L'astrolabe superpose deux instruments scientifiques.

Mesure des hauteurs des astres

Lame d'un astrolabe du XIe siècle.

Un astrolabe se compose d'un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...) gradué en degrés (rapporteur) avec un bras tournant attaché à son centre, l'alidade (Une alidade est un instrument permettant la mesure d'angle. Elle est constituée d'un disque plan,...). La marque 0° sur le cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale...) est alignée avec l'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre...). L'alidade pivote sur son axe et est pointée vers le soleil ou une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) afin de lire l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) représentant la hauteur du soleil ou d'une étoile majeure connue par rapport à l'horizon, sur les repères du disque. L'astrolabe se tient verticalement à la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à...) par un anneau ; les astres sont visés en tournant le viseur jusqu'à ce que l'un d'eux soit vu par les deux bouts. La valeur en degrés obtenue par le viseur sur l'arc peut être convertie en degrés de latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre...) du point (Graphie) d'observation. Si une étoile, ou tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) autre corps céleste, est visée à l'extrémité du bras mobile, la position de l'étoile peut être lue (« prise ») sur le cercle gradué. L'étymologie grecque du nom provient de cette action : astro = étoile, labe = prendre.

Cette fonction est la seule réalisée par les « astrolabes nautiques », utilisés pour la navigation maritime (La navigation maritime concerne toute les activités humaines de circulation sur les mers et...), et qui ne présentent pas la partie centrale.

Calcul de l'heure

Le centre de l'astrolabe est un nomogramme (abaque) permettant de déterminer l'heure à partir de la hauteur de l'astre, et de là, sa direction.

  • Sur le plateau (mater) sont gravées des lignes qui représentent la projection stéréographique de la sphère céleste (La sphère céleste est une sphère imaginaire de rayons quelconques et dont le centre est occupé...), uniquement valides pour une latitude géographique donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire,...).
  • Sur cette grille ( Un grille-pain est un petit appareil électroménager. Une grille écran est un...) de coordonnées tourne le rete, qui est un cadre avec des points représentant les étoiles fixes.

Quand le rete tourne en fonction du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) local, la position des étoiles qu'il matérialise se déplace sur le plateau mater, où peuvent être lues les hauteurs et les directions. Réciproquement, l'instrument peut être ajusté à la position mesurée, le temps pouvant alors être lu sur l'échelle.

La hauteur de l'astre visé étant connue, on fait tourner le rete jusqu'à ce que le repère du rete correspondant à l'astre coïncide avec la graduation de la hauteur sur la mater. Dans cette position, face à la graduation du jour courant, on trouve l'heure locale. La direction de l'astre peut être lue sur l'autre famille de graduation de la mater. Pour une lecture correcte, il faut savoir si l'astre visé est ascendant (à l'orient (L'orient correspond au point cardinal est, et s'oppose à l'occident (l'ouest).), au levant) ou descendant (à l'occident (L'Occident, ou monde occidental, est une zone géographique qui désignait initialement...), au couchant (ponant)), ce qui ne pose guère de problème à l'observateur entraîné.

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