CADRANS SOLAIRES

Cette rubrique est exclusivement consacrée aux cadrans solaires portatifs, donc en fait aux montres solaires équipées de boussoles servant à les orienter. Nous décrivons ci-après les différents types d'instruments créés depuis la fin du 16e siècle. Vous trouverez des explications très détaillées concernant la technique des cadrans solaires sur le site (franco-allemand) Gnonomik.

En ce qui concerne les boussoles solaires militaires non magnétiques, nous vous conseillons de lire l'excellent article de Malcolm Barnfield The Sundial Goes to War sur le site Sundials.

Ci-dessus : boussole-cadran solaire en forme de montre de gousset (Houlliot, env. 1930).
Fiche technique: diam. : 50 mm ;  ép. (fermée) : 20 mm ; haut. (éch. lat. dépl.) : 50 mm.
(Cliquer sur la photo pour l'agrandir - voir d'autres modèles Houlliot plus bas)

En 1856, un certain "Sieur POPARD, Edme, bijoutier, à Paris, rue Grenetat* n° 3" déposa un "brevet" (n° 29.784) devant lui permettre de commercialiser seul tout objet de fantaisie comportant un cadran solaire muni d'une boussole ! Il consiste en une seule phrase, complétée en janv. 1857 (voir p. 2) : "... pour une nouvel [sic] application consernant [sic] le sistème [sic] solaire et de la boussol [sic] les deux réunis applicable sur les tabatière, pomme de canne, portemonnaie, bijouterie et tout [sic] autres articles de fantaisie ect. ect. marquand [sic] l'heure au soleil aussi exactement qu'une orloge [sic]."
* Lire l'horrible description qu'en fit Balzac dans son roman César Birotteau
Photo de droite: brevet (cliquer sur l'image pour visualiser le texte complet)

On trouvera d'autres exemples dans les collections en ligne des musées britanniques Museum of the History of Science et National Maritime Museum.

SOMMAIRE
1ère partie - La collection

- Cadrans solaires antiques EUROPÉENS XVIIe - XVIIIe s. (dyptiques dits "dieppois" et de Nuremberg)
- Cadrans solaires MODERNES XXe. s. USA : ANSONIA SUNWATCH  et BOYD SUN-TIME, France, Autriche : à disques de W.A.
- Cadrans solaires CHINOIS
- Cadrans à deux limbes en croissant et deux gnomons (CRESCENT)
- Cadrans EQUINOXIAUX (ou BOUSSOLES MÉRIDIENNES) de type dit d'Augsbourg
- PANTOCHRONOMÈTRES (cadrans solaires magnétiques)
- BION, Nicolas
- BUTTERFIELD, Michael
- GNOMONS LAMINAIRES
- BOUSSOLE-MONTRE de L'ABEE-LUND

2ème partie - Informations générales (dont modes d'emploi) et Bibliographie


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CADRANS SOLAIRES EUROPEENS ANCIENS

CADRANS SOLAIRES FRANÇAIS

Les instruments décrits ci-dessous (cadrans-diptyques en ivoire) sont dits de type dieppois parce qu'ils furent construits à l'origine par Charles BLOUD dans cette ville vers 1666 qui faisait le commerce triangulaire (esclaves) et ramenait de l'ivoire. Ses fils (ou frères ?) Gabriel et Jacques perpétuèrent ensuite la tradition, imités par Ephraïm Sénécal, puis par Jacques Sénécal (tableau 2, photo du centre).
Photo de g. : instrument en ivoire typique de l'atelier de Ch. Bloud bien que non signé - France, 17e s.
Photo de dr. : mode d'emploi (daté de 1653) y compris pour le calcul de l'heure de nuit (clair de lune) et des marées (fac simile disponible sur demande - 8 p.)

Ci-dessous :
Tableau 1 - vues détaillées des quatre faces
Tableau 2 - Autres exemples.

Tableau 1
BOUSSOLE


(Photos James P. Frellsen / Fleaglass)
CALENDRIER


(...)
CADRAN SOLAIRE


Nota : Le gnomon est absent
CADRAN LUNAIRE
(ne pas confondre avec
l'instrument appelé nocturlabe)


...

Certains instruments présentent de nombreux affichages (on les appellerait aujourd'hui multifonctions) avec les heures italiques, babyloniques, le tracé des saisons et une table des latitudes.
Sur le couvercle, un cadran universel et un cadran polaire. A l'intérieur, un cadran vertical et un cadran horizontal et, en dessous de la boussole d'orientation, un cadran analemmatique. Ce cadran est réglé au moyen d'un disque tournant qui porte un calendrier perpétuel.

Tabl. 2
Instrument simple à pendule (non signé)
Probablement France, 17e s.



(Photo Jaypee - coll. part.)


Cadran dieppois datant de la fin du 17e s., signé Sénécal

(Photos en noir et blanc : Coll. Cdt Vivielle)
 
LIENHART MILLER
(Photo de g. : Augsburg, Maximilian Museum
à dr.: catalogue du Cdt Vivielle)

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CADRAN SOLAIRE PORTUGUAIS

Encre sur bois (XIXe s.), signé I.S. (Iohannes, forme latine de Joao)
L'heure n'est indiquée que pour une seule latitude corrrespondant au Portugal (38-39 degrés)



Inscription au dos :
'VERDADEIRO AUTOR JOAO DA SILVA' .

Nota : COMPASSIPEDIA ne possède pas cet objet. Ces photos nous ont été gracieusement transmises par un visiteur (coll. part.).
On notera que l'Est est indiqué en plus du Nord (voir l'article consacré à ce sujet sous 'DIVERS / Les points cardinaux' dans différentes langues'


(Cliquer pour voir le détail de la boussole).

Fiche technique
- Dimensions : 68 x 48 x 14 mm
- Poids : 33 g
- Pendule : plomb


CADRAN ESPAGNOL

(Reproduction : suivre le lien Villa Alcor)
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CADRAN SOLAIRE TCHEQUE

Instrument daté du XVIIIe. s. avec points cardinaux en langue tchèque*






Photos Steinbrich-Fricke

(Cliquer sur les photos pour les agrandir)

* Voir DIVERS / points cardinaux
Fiche technique
- Dimensions : ... mm
- Matériau : bois, encre, chanvre, plomb
- Date : 1748


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CADRAN SOLAIRE ANGLAIS

Papier sur bois, Angleterre, début du 19e s.
Au dos se trouve une liste de villes d'Europe et d'Amérique du Nord avec leur latitude respective, classées par pays mais dans le désordre, ni alphabétique, ni en fonction de leur latitude.
Exemples: New York: 41, Philadelphia: 40, Boston: 42.



Nota : Le Cybermusée des Boussoles et Compas ne possède pas cet objet. Ces photos nous ont été gracieusement transmises par un visiteur (coll. part.).


    

Instrument non signé mais ses charnières noyées dans la masse et la forme typique des crochets de blocage en position ouverte et de fermeture sont typiques de ceux utilisés par F. Barker & Son avant 1875.
Le cadran est aussi typique de ce fabricant
.
Photos www.trademarklondon.com
Fiche technique
- Dimensions (fermé) : 55 x 75 x 20 mm
- Matériau : bois (if)



Vue latérale sur les crochets anguleux
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CADRANS SOLAIRES ALLEMANDS

La fabrication de montres solaires était essentiellement localisée dans deux villes du sud de l'Allemagne, Augsbourg (voir plus loin boussoles méridiennes) et Nuremberg où l'on fabriquait à l'origine des diptyques en ivoire de type dit dieppois et plus tard des boussoles horaires en bois recouvertes de papier. L'un des fabricants les plus connus était Ernst Cristoph Stockert (voir à g. un cadran simple, photo Frédéric Secchi). Il existe encore un fabricant de boussoles appelé Stockert (voir aussi  les Boussoles à main). Autres fabricants ade nuremberg : Beringer, Kleininger etc.
Foto de g.: Fiche technique :
- Dimensions : 72 x 72 x 11 mm
- Graduation : seuls les points cardinaux sont indiqués (en allemand). La position de l'aiguille correspondant à la déclinaison magnétique vers la fin du 18e s. (env. 15° ouest) est repérée sur le fond du cadran sous la forme du dessin d'une aiguille complète afin de faire correspondre les deux. Le gnomon se rabat automatiquement par gravité en position de repos. Il faut le tenir relevé en appuyant avec le pouce pour lire l'heure. Sur ce cadran, la position de la déclinaison magnétique est représentée par un dessin de l'aiguille complète que celle-ci doit entièrement masquer lorsqu'elle est dans la bonne position.
 

Papier sur bois,
début 19ème s.

Nota: Le Cybermusée des Boussoles et Compas ne possède pas cet objet. Ces photos nous ont été gracieusement transmises par un visiteur (coll. part.).

Liste de villes d'Europe avec leur latitude respective, par ordre alphabétique.



Montre-boussole à gnomon filaire réglable pour 10 latitudes différentes

 
Face avant : les trous de fixation du fil-gnomon
Face arrière : liste de villes européenes.
A noter, la ville appelée OFEN : c'était le nom officiel allemand de Budapest dans l'empire Austro-hongrois (Wikipedia)
(Photos James P. Frellsen)
Fiche technique
- Dimensions : 103 x 63 x 17mm
- Limbes horaires : quatre



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Cadrans solaires modernes - USA

Instruments généralement utilisés par les scouts dans les pays anglo-saxons, et plus particulièrement aux Etats-Unis.

SUNWATCH (montre solaire) fabriqué par THE ANSONIA CLOCK Co., NEW YORK USA. Brevet déposé le 6 juin, 1922 par George HOLLINWOOD, THE ANSONIA CLOCK Co., 7th Av. 12th Street, BROOKLYN, NY. Le modèle fut repris par Outdoor Supply Co. vers 1929 lorsque Ansonia fut vendu à une entreprise russe (voir l'histoire de la sté.).

Elle existait en 5 versions : deux destinées au marché nordaméricain, une pour l'Australie et la Nouvelle Zélande, une pour la Grande-Bretagne et l'Irlande et une pour le Canada. Le cadran solaire affiche trois échelles de latitude. La face interne du couvercle contient une liste de villes (42 pour les USA). Le tableau précise leur latitude et longitude ainsi que l'heure exacte (en minutes) à retrancher ou ajouter à l'heure solaire. Le gnomon en laiton s'insère en position de repos dans une fente de la platine.
La clientèle visée était essentiellement les organisations de scoutisme. 
Photo ci-dessus : publicité d'époque (cliquer pour agrandir)


(Cliquer sur la photo ci-dessous pour voir une vue détaillée du cadran)

Below: The latitude setting at the gnomon's base



Tableau dans le couvercle : liste alphabétique de villes des Etats-Unis (à g., depuis Atlanta à Wichita) et de Gde-Br. (à dr., d'Aberdeen à Wick) accompagnées de données complémentaires comme la variation, la latitude, la longitude y compris la correction de l'heure en minutes, l'équation de temps pour chaque mois de l'année. 
A dr.: modèle pour l'Afrique du Sud sur lequel les points cardinaux sont inversés puisque à midi le soleil est au nord !

Le manuel (édition USA) et la boîte

(Photos transmises par un coll. priv.) 


Fiche technique
- Dim. : 75 x 50 x 12 mm
- Diam. boussole : 20 mm
- Gnomon réglable pour 3 latitudes
- Cadran gradué en fonction des zones géographiques :
USA (sud) : 35-40-45
USA (nord) : 45-50-55
GB : 51-54-57
Fig. du brevet : 30-40-50
- Plage de réglage de la déclinaison :
+/- 40 deg.
- Boussole marquée Made in France ou Made in Germany .

BOYD SUN-TIME

Portrait : Ce système a été breveté en 1950 par Francis O. Boyd et John E. Johanson et fabriqué par la sté JOHANSON MFG*.  CORP BOONTON, NJ. (cliquer ICI pour voir les figures du brevet.). Le distributeur était la  Compass - Instrument and Optical Company, 268 Fourth Ave. New York 10, New York.
* Abréviation de Manufacturing
 (Cliquer sur les photos ci-dessous pour les agrandir)


L'élément blanc situé au-desssus du cadran est le gnomon. Il doit être orienté vers le soleil de manière à ce que la crête ne projette pas d'ombre sur la base.L


La signature du fabricant
La table des longitudes
au-dessus du cadran



Réglage de la latitude


 


Carte des Etats-Unis avec les courbes de la déclinaison magnétique (en rouge) 



Réglage de la déclinaison
Fiche technique
- Dimensions : 50 x 32 mm
- Diam. boussole : mm
- Boîtier métallique
- Disque cadran à deux positions : heures d'hiver et heures d'été
- Tableau des longitudes des Etats-Unis
- Manuel de l'utilisateur (6 pages, facsimile disponible sur demande)

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FRANCE

Modèle HOROPLAGE - Cadran dans un boîtier en bois (cliquer sur l'image de dr. pour le voir en entier et agrandi)

 AUTRICHE - W.A., logo : soleil levant - ou couchant

Portrait : Fabricant inconnu, aucune indication de brevet ou de marque déposée en dehors des initiales et du logo. Les noms des mois sont indiqués en allemand d'Autriche : Jän[ner] pour Januar (janvier).
Pour lire l'heure, placer l'instrument à l'horizontale. Le repère 12 h du disque du mois doit être préalablement positionné en face du repère du nord géographique (N) de la boussole. Orienter ensuite l'instrument de telle sorte que l'extrémité nord (bleue) de l'aiguille de la boussole soit alignée sur le repère du nord magnétique (petite flèche au centre entre le 11 et le 12). Placer la barrette porte-gnomon (absente sur cet instrument, voir croquis ICI) sur les encoches de la bague de verrouillage. Son ombre indique l'heure au soleil sur le lieu d'observation, mais attention : celle-ci n'est pas identique à l'heure officielle du pays !
Le clinomètre sert à mesurer en degrés l'angle de site formé par la hauteur du soleil (ou de la lune, etc.) au-dessus de l'horizon en visant avec les deux encoches.
Datation : Le nord magnétique indiqué sur chaque disque étant situé à mi-chemin entre 11 h et midi et chaque heure représentant 15° (360/24), la déclinaison magnétique équivaut donc à environ 7° ouest, ce qui correspond en gros à l'année 1910 pour Vienne en Autriche (calcul effectué à l'aide du programme en ligne du ministère des Ressources Naturelles du Canada).
Nota : Le propriétaire de l'objet s'est apparemment donné la peine de corriger les indications qui ne correspondaient peut-être pas à son lieu de résidence.



Les initiales et le logo du fabricant

 (Photos M. Allouche - Cliquer sur les images pour les agrandir)


Face arr. : Le clinomètre (90°)


Les disques horaires 
Fiche technique
- Diam. :  mm
- Epaisseur : mm
- Disques cadrans horaires : 5, double face, chacune correspondant à 2 des 10 périodes de l'année, avec des durées d'ensolleillement plus ou moins longues

Nota : Le logo (soleil levant) est presque identique à celui de Busch Rathenau


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CADRANS SOLAIRES CHINOIS

NOTA : Quelques informations manquent encore concernant ces instruments. Merci de nous aider à compléter cette description.

- Cadran solaire horizontal à gnomon vertical (Reproduction - cliquer sur le lien).

- Dyptique - Cadran solaire vertical

Le panneau vertical (photo de g. ci-dessous, cliquer dessus pour voir les détails) représente un cadran solaire. Les heures sont indiquées de manière très approximative, chaque signe équivalant à une tranche de 2 heures env. !



Cliquer sur la photo ci-dessus pour voir le détail du cadran solaire et les heures correspondantes



La boussole n'est pas graduée. Seule l'extrémité sud de aiguille est peinte en rouge. Sur le fond de la capsule une ligne indique l'axe nord-sud.

Calendrier : le cercle extérieur comprend les "30" jours du mois, la pastille centrale (en cuir ?) indique les 12 mois de l'année.

Fiche technique
Matériau : bois et papier vernis
Dimensions: 75 x 65 x 21 mm




La face inférieure et les côtés g. et dr. sont recouverts de texte (contenu ?).
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Cadrans à deux limbes en croissant et double gnomon

Instrument appelé "crescent sundial" en anglais (cadran à croissants). L'exemple que nous présentons est signé de J[oseph] Jackson qui œuvrait à Londres environ dans les années 1735 and 1760 et date probablement de 1750, d'après le style des gravures.
Principe d'utilisation : nous n'avons pas connaissance de l'existence d'un éventuel mode d'emploi mais le principe est semblable à celui des boussoles méridiennes (voir plus loin). L'instrument doit être réglé en fonction de la latitude du lieu d'observation. Un réglage temporel très fin est possible grâce à des échelles calendaires. L'orientation dans l'espace s'opère à midi lorsque le soleil est au zénith. L'horizontalité est assurée à l'aide des niveaux à bulle via les trois vis de nivellement. La plupart des cadrans connus ne possèdent cependant pas de boussole. L'ombre des gnomons placés aux extrémités d'un support en forme de croissant est projetée sur les échelles horaires également en croissants de lune opposés dos-à-dos. La connaissance de l'heure exacte (position du soleil au zénith) permet de déduire la déclinaison magnétique locale.
(Source: Observatoire Royal de Greenwich, Grande-Bretagne)

La fonction exacte des divers éléments n'est pas encore entièrement élucidée. Merci de nous apporter vo lumières.

Cadran signé 
J. Jackson, London
(env. 1750)


Vue de côté

Fiche technique
Dimensions (diam. x ht.) :
300 x 270 mm

Publicité (avionique)





Vue de dos



Vue de détail du calendrier autour du socle

Cliquer sur les images pour les agrandir
Photos de Scott Meyer
Vue de détail de la boussole.
Le pivot de l'aiguille à cheval sur la nivelle centrale est une caractéristique inédite à notre connaissance.



La signature du fabricant et les valeurs angulaires



Extrémités supérieures des échelles des heures en forme de  croissants


Vues détaillées de diverses échelles :
Heures (minutes)



Signes du zodiaque
 


Le vernier sur l'échelle des latitude


L'échelle des mois sur le croissant porte gnomons


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BOUSSOLES MÉRIDIENNES, CADRANS SOLAIRES EQUINOXIAUX ou EQUATORIAUX

(Description technique et Mode d'emploi, voir aussi en 2ème partie)

Ce système semble avoir été inventé en France à la fin du 17e s. par un horloger d'Auch nommé Rugend. Comme beaucoup de Huguenots, il dut se réfugier en Allemagne en raison des persécutions religieuses et changea vraisemblablement son nom car on trouve des instruments fabriqués à Augsbourg et signés Rugendas.
(Cité d'après Mesures du temps et de l'Espace OLF, 1970)

Un cadran solaire du type dit d'Augsburg est constitué d'une platine parfois carrée mais géneralement octogonale dans laquelle est encastrée une boussole. Le gnomon est une tige fine fixée au centre d'une barre placée diamétralement sur un axe ouest-est en travers du limbe où sont gravées les heures et qui peut être placée à angle droit par rapport au limbe. Le limbe des heures est articulé sur la platine et coulisse le long d'une échelle des latitudes. Une liste de villes avec leur latitude est généralement gravée au dos. Cette liste était parfois écrite sur une feuille de papier fixée dans l'éui de transport.

Andreas Vogler était le frère de Johann Georg Vogler qui s'était établi à Augsburg  vers 1740. Andreas reprit l'affaire à la mort de son frère en 1765 et continua jusque dans les années 1790. Il mourut en 1800. Ils faisaient partie d'un groupe de fabricants spécialisés dans la production de matériel bon marché en grande quantité, de faible précision et grossièrement travaillés.
(Source : Higton, H. “Sundials – an Illustrated History of Portable Dials” © 2001)

Nota : Le Cybermusée des Boussoles et Compas ne possède pas ces objets. Ces photos ont été réalisées par et chez des collectionneurs particuliers qui nous les ont grâcieusement mises à disposition.

Gravure extraite de
La GNOMONIQUE pratique
, pl. 68



(Cliquer sur l'image pour l'agrandir)
Instrument signé (voir à dr.)
And[reas]. Vogl[ler]



(Cliquer sur la photo pour l'agrandir)

Liste de villes avec leur latitude respective
Eleva Poli = abréviation de Elevatio Poliarum
Augsburg, Paris 48
Cracau (Cracovie), Prag (Prague) 50
Leipzig 51



Instrument à deux nivelles et trois vis de réglage de l'horizontalité réalisé par F. BARKER & Son (1919).

La plage de réglage des latitudes va de zéro à 90 degrés ce qui permet d'utiliser cet instrument dans le monde entier.

Instrument à une nivelle commercialisé par la société SECRETAN, env. 1930
(Voir aussi Ducatillon)
Instr. non signé, datant d'env. 1830*,  gradué de +/-30° autour du nord pour adaptation à divers lieux. Dim. : 85 x 85 mm, Ø boussole 75 mm. Il existait aussi un modèle similaire de petite taille (Ø 50 mm).
N° de série : 2  (liens vers photo)
* Date calculée en fonction de la position de la décl. magn. indiquée : 22° ouest



Instrument réalisé par HOULLIOT au début du 20e s.
Certaines versions présentent des listes de villes gravées au pourtour (lien vers photo d'exemplaires présentant neuf villes chinoises, photo mogoshow et coll. priv. Houlliot).

Cliquer sur les photos de g. et ci-dessus pour visualiser les cadrans.
F. BARKER & Son (1880)


Photos TML

Fiche technique
- Diam. : 52 mm
- Poids : 108 gr
- Cadran et échelles argentées
- Contrepoids sur l'aiguille
Vues détaillées du cadran et des échelles



Réalisé pour le compte de Lawrence & Mayo
HOULLIOT (1930)


(Cliquer sur les images pour les agrandir)

Fiche technique
- Diam. : 50 mm
- Epaisseur (fermé) : 20 mm
- Hauteur (échelles déployées) : 50 mm
- Poids : 90 g
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BION

(Description technique, voir en bas de page, 2ème partie)

Portrait : Nicolas BION était un mathématicien français. Son atelier était situé à Paris, Quai de l'Horloge du Palais.
Il rédigea un célèbre Traité de la construction et des principaux usages des instruments de mathématique et fabriquait des instruments du type vulgarisé par Butterfield.

Le manuel de l'utilisateur couvrait quatre pages, dont une liste de 117 villes (fac simile et commentaires explicatifs disponibles sur demande - Détails : voir dans Butterfield ci-après)

ATTENTION AUX IMITATIONS
Des musées de renom ont confirmé que des imitations sont actuellement proposées sur le marché. Il s'agit là uniquement de reproductions sans valeur et non pas d'antiquités authentiques. Elles se reconnaissent facilement à la réalisation très grossière de la lame graduée du gnomon portant les chiffres des latitudes (40-50-60). En cas de doute, envoyez-nous des photos de votre instrument.



Page de garde de l'édition de 1709
   

Bion ne présente sa boussole modestement qu'à la page 362.

Photo T. Kloss
Au dos de certains cadrans Bion avait parfois gravé un motif, fleur ou paysage.
Nota: l'aiguille et deux vis ne sont pas d'origine !


Copie d'un catalogue de vente aus enchères (1984)
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BUTTERFIELD

(Description technique et mode d'emploi, voir aussi en 2ème partie)

Portrait : Michael Butterfield (né en 1635-dcd 28 mai 1724) était un horloger anglais qui vint à Paris vers 1663. Il travailla pour la cour et fut nommé ingénieur du Roi. Il fonda au faubourg Saint-Germain, rue Neuve-des-Fossés, un magasin d'instruments de précision sous l'enseigne AUX ARMES D'ANGLETERRE (1ère mention en 1677). Le tsar de Russie Pierre le Grand visita ses ateliers lors de son voyage en France en 1717 et lui commanda un assez grand nombre de montres solaires en cuivre doré. Après sa mort en 1724, le type de montres solaires qu'il avait répandues dans le public fut adopté par presque tous les constructeurs.  

Principe de fonctionnement : Ce type de cadran solaire est réglable pour plusieurs latitudes. A cet effet, on baisse ou on relève le gnomon gradué en fonction de la latitude de la ville la plus proche, indiquée sur le tableau gravé au dos. Le gnomon est articulé à sa base et le bec de l'oiseau sert d'aiguille. On lit l'heure à l'aide de l'ombre projetée par le gnomon sur l'une des échelles gravées sur la platine octogonale allongée, alternant chiffres romains et arabes.

Butterfield n'était pas l'inventeur du système proprement dit, car on connaît des dispositifs semblables datés d'avant la création de son commerce. Il fut cependant très célèbre - peut-être tout simplement à cause de l'oiseau typique de ses produits et occupa rapidement une position de monopole sur le marché. Autres signatures connues: Langlois, Baradelle, etc.
(Source : Higton, H. Sundials – an Illustrated History of Portable Dials” © 2001)



Photo extraite de l'ouvrage
LES MONTRES SOLAIRES (1932).


Cliquer pour agrandir


Principe du style-axe : le bec de l'oiseau sert d'index en face duquel se déplace l'échelle des latitudes.

NOTA : Sur ce dessin (extrait de Mesures du temps et de l'espace), l'échelle des latitudes est inversée par erreur. La valeur de 60° devrait être au bas de l'échelle et 40° en haut.


Description et mode d'emploi d'origine d'un cadran solaire à boussole de type Butterfield fait par Lasnier en 1751 (4 p.)
Fac simile du document disponible (en Boutique) accompagné d'un commentaire explicatif, notamment sur les anciennes dénominatons des lieux (Prusse Ducale, Terre de la Brado, Terre de Jesso en Amérique, Détroit d'Anien etc.).

Cadran solaire horizontal en argent massif signé "Butterfield à Paris" et orné de fleur-de-lis sur chaque face.



La signature Butterfield à Paris se trouve sur la face supérieure.

(Photos Ottavio Veglio)


La face inférieure avec un tableau des principales villes et leur latitude.
Dans un cartouche rond apparaît la mention "Cadran Premier".

(Cliquer sur les photos pour les agrandir
Fiche technique
- Dimensions (longueur) : 54 mm
- Poids : ... gr
- Matériau : argent
 

L'échelle du gnomon n'est gravée que sur un seul côté. L'autre est orné de feuilles d'acanthes.


Cet instrument ressemble à première vue à un cadran solaire de type Butterfield mais il ne présente pas d'échelle horaire là où l'ombre du gnomon en forme d'animal est projetée. Seuls les signes du zodiaque (et leur nom en arabe) sont gravés à la surface du cadran. Au dos figurent des noms de planètes. Un index tourne librement autour du centre. Son usage exact est inconnu mais il ne peut servir ni à déterminer l'heure ni à la navigation. Ce n'est donc ni un cadran solaire ni un astrolabe mais un simple outil divinatoire. Voir sa description exacte dans la section Religion & Esotérisme / Islam / Astrologie.

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Cadrans solaires magnétiques (Pantochronomètres)

Description
Un pantochronomètre est un cadran solaire monté sur un disque collé sur une aiguille aimantée tout comme la rose flottante d'un compas de marine. De ce fait, le cadran est toujours automatiquement aligné sur un axe nord-sud. Ce système était déjà en usage au 18e s. Les collecteurs et les musées les désignent en anglais "Magnetic Dials" (cadrans magnétiques). Le terme pantochronomètre fut apparemment créé au début du 19e s. en Grande-Bretagne par Charles Essex & Co, 28 Gloucester-Street, Clerkenwell, London (voir les publicités publiées en 1825). La plupart des fabricants les appelaient cadrans solaires magnétiques comme par exemple Porter mais certains reprirent ce terme. Ces instruments étaient souvent mais pas toujours accompagnés de tables dites "EOT" (Equation of Time, équation du temps). 

Problèmes inhérents aux cadrans magnétiques
- Leur usage est limité à la latitude pour laquelle le cadran a été tracé.
- La déclinaison ne pouvait pas être adaptée. Tous les cadrans doivent être alignés sur un axe nord-sud géographique (nord vrai et non pas magnétique). Au bout de dix ans maximum l'axe ne correspondait plus du fait de la variation de la position du pôle magnétique et l'heure indiquée était faussée.




Photos weezie24

Fiche technique
- Diam. : 57 mm
- Hauteur (sans couvercle) : 37 mm
Un dôme de verre recouvre généralement le cadran
- Fabricant : Stockert (probablement Johann Paul), Allemagne, fin 18e s.
(voir également ci-dessus : cadrans allemands)

(Cliquer sur les photos pour les agrandir)

Fraser (courtesy Bob Fischer)

Portrait : C. R. (nom complet ?) était un orfèvre / constructeur de cadrans solaires français.



Fiche technique
- Diamètre : 55 mm
- Hauteur (avec couvercle) : 20 mm
- Poids : 34 g
- Matériau : alliage léger doré, carton

(Cliquer sur les photos pour les agrandir)

(Cliquer sur les photos pour les agrandir)
Instrument russe à verre bombé


Fiche technique
- Diamètre : 40 mm
- Hauteur : 14 mm
- Début 20e s.
- Poids : 18 g
- Points cardinaux en russe ancien (comparer avec DIVERS /  Points cardinaux / Russe)


Photo coll. part.
(
Cliquer sur les photos pour les agrandir)
RÜTER UHR (montre) Type n° 5 - Berlin
Fiche Technique
- Diam. : env. 50 mm
- Hauteur : 25 mm
- Matériaux : le gnomon, deux lames de rasoir aimantées et réglables et le cadran étaient fixés ensemble par un bouton pression et le tout posé sur une  aiguille de grammophone !
- Période de production : été 1946 (un film des actualités (Wochenschau) en montre la fabrication et l'utilisation.
A g.: Fig. montrant le principe des deux échelles pour les horaires d'hiver (Winterzeit - WZ) et d'été (Sommerzeit - SZ) et la plage de correction de la déclinaison magnétique. Mode d'emploi facsimile, allemand) disponible en BOUTIQUE.
Brevet (n° 2.594.600 du 29 avril 1952) déposé par Berke Brothers Distilleries Inc. Boston, Mass. pour une boussole horaire destinee à coiffer des capsules de bouteilles capsules de bouteilles (lien vers une vue en coupe latérale) ou porté au poignet.
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Cadrans à gnomon laminaire rétractable

Portrait : C. R. (nom complet ?) était un orfèvre / constructeur de cadrans solaires français.


Fiche technique
- Diamètre : 55 mm
- Hauteur (sans couvercle, gnomon sorti) : 22 mm
- Poids : 35 g
Matériau : laiton, cadran papier

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Boussoles de gousset  type équipées d'un cadran solaire à style-axe de type Butterfield à silhouette d'oiseau en forme de caneton.
Ces instruments proposés dans un catalogue de S-L de 1932 étaient fabriqués par la Sté HOULLIOT (voir aussi Boussoles de gousset).


Instrument similaire mais à blocage automatique de l'aiguille à la fermeture du couvercle.


(Photo Youri Petrounine)
Fiche technique
- Diamètre : 45 mm
- Epaisseur : 15 mm
- Poids : 49 g
- Immobilisation de l'aiguille : levier latéral
- Fabricant: Houlliot

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Modèle en boîtier type tabatière destiné à l'exportation vers l'Allemagne (voir instructions dans le couvercle)
Fabr. Houlliot
 
(Photos communiquées par M. Michel Collignon)
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Fiche technique
- Dimensions : 50 x 38 x 13 mm
- Poids : 35 g

Pendentif maintenu fermé par la chaîne du collier. Probablement une réplique d'un instrument ancien (aiguille de type moderne)


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INSTRUMENT COMBINÉ : PSEUDO CADRAN SOLAIRE - JUMELLES

Origine : Allemagne (env. 1930-1940), modèle FAVORIT / D.R.G.M. (marque déposée).
Jumelles pliantes, un dispositif spécial sert à bloquer en position repliée les petites lentilles oculaires qui se déploient automatiquement grâce à deux ressorts. Ceci sert aussi à tenir l'instrument devant les yeux.
Mode d'emploi de la boussole : Le cadran combine les heures de la journée d'été la plus longue dans le nord de l'Allemagne (de 3 heures du matin à 10 heures du soir environ) et les points cardinaux. Pour orienter la boussole, on fait tourner la flèche de telle manière que l'heure du jour (indiquée par une montre) apparaisse entre les branches de l'extrémité fourchue (empenne). On se place ensuite de façon à ce que la pointe de la flèche soit dirigée vers le soleil. Démonstration : à midi (12 h) le soleil est situé plein sud.
Comme toutes les jumelles-boussoles (présentées dans la catégorie AUTRES boussoles), le côté opposé au cadran comporte un miroir.





(Cliquer pour voir les détails du cadran)
Fiche technique
- Longueur repliée : 105 mm
- Diamètre boussole : 40 mm
Indications portées sur le cadran :
- Sonnen-Uhr & Kompass (cadran solaire et boussole)
- Abends (après-midi)
- Morg. (matinée)
- Tourist / D.R.P.a. (Randonneur / brevet déposé)
Pour le sens du terme allemand Tourist et les abréviations, se reporter au glossaire dans DIVERS/Terminologie.



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Boussole-montre de L'ABÉE-LUND

Portrait : Johan Henrik L'Abée-Lund était un ingénieur norvégien. Il réalisa cet instrument appelé en allemand Uhr-Kompass (boussole-montre) depuis environ 1922 jusqu'à la fin des années 1930. Cette boussole pouvait être utilisée comme une montre à l'aide du tableau/calendrier gravé au dos.
La fourmi rouge représentait le sud. Le slogan commercial était "Kjøp Kompassen med Mauren i syd" ce qui veut dire "Achète la boussole avec la fourmi au sud". Il avait été choisi en raison du dicton norvégien qui dit que l'on peut aisément se repérer dans les forêts car les fourmilières se trouvent généralement sur le côté sud des arbres. 
(Cité et traduit avec l'autorisation de la propriétaire du site http://www.purgatory.net/kornelia/compass/compass.htm)
À dr. : La fourmi rouge indiquant le sud.


Photo ci-contre en bas à dr.: Sur la tranche, une échelle graduée de 0 à 10 partant de l'est-sud-est (130°) et allant jusqu'à l'ouest-sud-ouest (240°) reste encore non élucidée.
 
(Cliquer sur les photos pour les agrandir)



 Fiche technique
- Diamètre: 50 mm
- Hauteur: 12 mm
- Poids: 65 g
Ci-desous: Le mode d'emploi en norvégien, (4 p., facsimile et traduction disponible).

(Photo K. Takacs)
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INFORMATIONS D'ORDRE GÉNÉRAL concernant l'astronomie et la technique des instruments, nécessaires pour comprendre leur fonctionnement

Principe physique : un cadran  solaire est une représentation de la Terre en miniature et les rayons du soleil doivent l'éclairer tout comme le globe. C'est la raison pour laquelle il doit tout d'abord être correctement orienté. Ceci s'effectue en premier lieu au moyen de la boussole intégrée, en prenant garde de bien tenir compte de la déclinaison magnétique sur le lieu d'observation. Le gnomon (voir plus loin), s'il est de type orientable, doit être dirigé vers le pôle céleste de la Terre, c'est-à-dire parallèle à l'axe de rotation de la Terre, et donc vers l'étoile Polaire* (si on pouvait la voir en plein jour !).
Photo de droite : Sur certains cadrans du 18e s., la déclinaison était repérée à l'aide d'une ligne supplémentaire reliant les lettres E (pour le mot latin emendo =  correction).

* L'étoile polaire et la latitude 
L'élévation de l'étoile polaire au-dessus de l'horizon est (exprimée en degrés) la même que la latitude du lieu de l'observateur. Théoriquement visible à partir de l'équateur (0°) elle n'apparaît en fait que vers 10° à cause des perturbations atmosphériques.

Les éléments d'un cadran solaire à boussole

Le gnomon
L'heure est indiquée par l'ombre d'un dispositif appelé gnomon ou style, portée sur une échelle graduée appelée limbe horaire (voir plus loin: Lecture de l'heure). Il en existe de trois types : le gnomon à tige qui est fixe et perdendiculaire au plan du cadran, les gnomons à lame et les gnomons à fil qui peuvent être fixes ou réglables. Leur angle d'inclinaison est fonction de la latitude du lieu où ils sont utilisés : décroissant vers l'équateur et croissant vers les pôles dans un domaine de 0° à 90° (voir la boussole méridienne de Barker plus haut).  Une exception notable, le système chinois à gnomon à tige fixe et plan réglable (voir plus haut).

- Gnomons à fil : le fil peut être relié à un seul point d'ancrage fixe ou être réglable et s'enficher dans plusieurs trous (boussole horaire allemande ci-dessus).

- Gnomons à lame
Ils consistent généralement en une lame rabattable, articulée à sa base. Les plus courantes sont gravées et présentent une graduation égale à une vingtaine de degrés (de 40 à 60) permettant de couvrir la plus grande partie de l'Europe (voir plus loin: L'échelle des latitudes). Cette lame coulisse le long d'une ferrure en forme d'oiseau (caneton) dont le bec sert d'index.
Les gnomons à lame fixe ont une pente de 45° environ, suffisante pour donner une indication moyenne dans une zone limitée (Europe centrale, Méditerranée). Ils sont souvent articulés à leur base pour pouvoir être repliés.

- L'échelle des latitudes
Sur les boussoles méridiennes de marine ou d'exploration, utilisables dans le monde entier, elle doit pouvoir être représentative de n'importe quel point du globe. Elle doit donc être graduée de 0° à 90° pour pourvoir couvrir une hémisphère complète.
Sur les boussoles horaires de poche, il suffit généralement qu'elle puisse indiquer l'heure dans une zone géographique limitée. Elles présentent donc une plage de lecture correspondant à leur lieu de fabrication ou d'utilisation. En Europe, une plage d'une vingtaine de degrés (de 38 à 56 sur la boussole allemande réglable ci-dessus) suffit pour couvrir une zone allant du Portugal à l'Ecosse.

- La boussole
Hormis les instruments destinés à un usage professionnel, la boussole qui accompagne les cadrans-horaires est très rudimentaire. Elle est alors généralement logée dans un renfoncement du socle, le verre affleurant avec la platine (voir Bion et Butterfield). 
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La lecture de l'heure
Sur les boussoles-horaires pliantes et plates, le cadran des heures peut comprendre de 1 à  4 limbes concentriques peints ou gravés sur la platine et correspondant à diverses latitudes. Les heures y sont indiquées de manière alternée en chiffres arabes et romains. L'heure est déterminée par l'ombre du fil ou la bordure limite de l'ombre du gnomon à lame.
Sur les boussoles méridiennes, la lecture s'effectue sur le limbe unique réglable (photo de g.). Seules les heures d'ensoleillement maximum sont indiquées, de 4 h du matin à 20 h (IIII - VIII).

NOTA
L'heure indiquée par le cadran est différente de celle indiquée par les horloges !
En effet, un cadran solaire ne tient pas compte des fuseaux horaires qui sont délimités par les méridiens. Ceux-ci ont été définis de manière arbitraire tous les 15° environ, ce chiffre correspondant à 1/24e de la circonférence de la Terre (360° divisé par 24 heures), mais ils suivent aussi les frontières des pays ! Midi sur un cadran solaire indique donc uniquement la position du soleil au zénith en un lieu donné. Rapporté à la " largeur " de la France d'est en ouest (env. 1000 km ou 15° entre Brest et Strasbourg), cela peut donner une différence d'une demi-heure de chaque côté de Paris situé grosso modo sur le méridien zéro d'où part la numérotation.
Partant du fait qu'il y a 1440 minutes dans 24 heures, une minute correspond à (1440/360) quatre degrés de longitude (15 secondes par degré). Le méridien zéro passant par Greenwich et son opposé, la ligne de changement de date, par 180°, la pleine heure ne peut être lue qu'en des endroits situés exactement sur un multiple de 15° c'est-à-dire 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 165 et 180 degrés, ouest et est. La terre tournant en sens antihoraire (vu depuis le pôle nord), le soleil se déplace apparemment d'est en ouest. A l'intérieur d'une tranche horaire définie, un observateur devra ajouter ou soustraire une minute par pas de quatre degrés le séparant du méridien de référence selon qu'il en est situé à l'ouest ou à l'est, c'est-à-dire avant ou après le passage du soleil au zénith (midi) au niveau du méridien.
Exemple : un observateur situé à 92° de longitude ouest devra ajouter 8 minutes à l'heure indiquée par son cadran soleil pour obtenir l'heure au niveau du méridien de référence. Un autre situé à 88° de longitude ouest devra retrancher 8 minutes.

Il y a un autre facteur, qui est l'équation du temps, phénomène provoqué par la différente durée du jour en fonction du déplacement de la Terre sur son orbite elliptique autour du soleil.
Enfin, il ne faut pas oublier que l'ombre du gnomon ne tient pas compte non plus des changements horaires administratifs (pays avec changement d'horaire en été !).


DEFINITIONS ANCIENNES DES HEURES
(Pour plus de détails voir ces termes dans WIKIPEDIA)

- Cadran analemmatique : disque où sont représentées les heures de la journée en fonction de l'ombre portée d'une tige verticale.
- Heures judaïques ou antiques : elles partageaient la journée, comptée du lever au coucher du soleil en 12 heures ainsi que la nuit. Elles étaient donc de durées inégales sauf à l'époque des équinoxes.
- Heures italiques : 24 heures de durée égale, comptées du coucher du soleil au coucher suivant le lendemain.
- Heures babyloniques : 24 heures de durée égale, comptées du lever du soleil au lever suivant le lendemain.
- Heures astronomiques, appelées aussi vulgaires ou françaises : 24 heures de durée égale, comptées au passage du soleil au zénith (méridien supérieur).
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Mode d'emploi des divers systèmes
A - Boussole méridienne
1) Placer l'instrument sur une surface horizontale plane. Le cas échéant, agir sur le dispositif de réglage (niveau à bulle).
2) Relever le limbe horaire et le régler grâce à l'échelle des latitudes sur celle du lieu d'observation (exemple: Paris 49°, Marseille  43°).
3) Incliner le gnomon de 90° par rapport au limbe horaire.
4) Orienter la boussole en tenant compte de la déclinaison locale.

B - Cadrans solaires avec gnomon à fil (2a) et à lame (2b)
1) Placer l'instrument sur une surface horizontale plane.
2a) FIL : Fixer le couvercle ouvert à la verticale et tendre le fil, le cas échéant en le réglant sur la latitude du lieu d'observation. Choisir la ville la plus proche inscrite au dos.
2b) LAME : Régler la position de la lame en fonction de la latitude du lieu d'observation en face du bec de l'oiseau. Choisir la ville la plus proche inscrite à la face inférieure.
3) Orienter la boussole en tenant compte de la déclinaison locale.
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BIBLIOGRAPHIE

Les montres solaires ou boussoles horaires firent très tôt l'objet de nombreux ouvrages qui en expliquaient le fonctionnement et la réalisation d'un point de vue scientifique.

- Traité de la CONSTRUCTION et des principaux usages des INSTRUMENTS de MATHEMATIQUES de Nicolas BION (1709),
Traité de GNOMONIQUE PRATIQUE de Dom François Bedos de Celles (1709, photo ci-contre),
-  Traité d'HORLOGIOGRAPHIE de Dom Pierre de Sainte Marie-Madeleine (1701),
LES INSTRUMENTS DES SCIENCES (Sté fr. du Livre, 1966),
MESURES DU TEMPS ET DE L'ESPACE (Off. du Livre, Fribourg, 1970).

- LES MONTRES SOLAIRES
Fascicule d'une trentaine de pages réalisé en 1932 par le Commandant VIVIELLE, bibliothécaire de la Marine et collectionneur. Cet ouvrage donne un aperçu succinct mais de grande qualité concernant les principaux types d'instruments, leur histoire et la biographie de leurs créateurs. Nous y avons puisé quelques photos (ci-dessus).
(Photocopies disponibles sur demande).

- Anciennes INDUSTRIES scientifiques et artistiques DIEPPOISES
1904 par Ambroise MILET, chap. II: Cadrans à boussole.

Livres en anglais:
- Gatty, Mrs. A. K. "The Book of Sundials." - Edit by H.K.P. Edens & E. Lloyd.  © 1872 - Fourth ed. 1900
- Gouk, P. "The Ivory Sundials of Nuremberg 1500-1700” © 1988
- Higton, H. “Sundials – an Illustrated History of Portable Dials” © 2001
- Lloyd, S.A. ”Ivory Diptych Sundials 1570-1750” © 1992
- Marshall, R.K. “Sundials” © 1963
- Waugh, A.E. “Sundials – Their Theory & Construction” © 1973
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