COMMENT LIRE L'HEURE EN UTILISANT LA GRANDE OURSE ?

AUTEUR DE L'ARTICLE : Patrick Olivero

Les méthodes astronomiques permettant de connaître l'heure locale ont essentiellement été utiles aux marins d'antan. Aujourd'hui elles constituent essentiellement un exercice intéressant pour les astronomes débutants. Nous décrirons ici la méthode permettant de connaître l'heure en utilisant la constellation la plus connue : la Grande Ourse. Notre horloge stellaire a pour centre l'étoile plaire et ne possède qu'une seule aiguille : la ligne qui joint la polaire aux deux étoiles extrêmes de le Grande Ourse (les Gardes). C'est l'alignement des Gardes qui permet ( en reportant 5 fois le segment qui les joint) de repérer la polaire. 

Source : http://www.aafc.fr/?post/2012/Petite-r%C3%A9vision-des-nuits-des-%C3%A9toiles

Nous supposons ici que le lecteur sait reconnaître la Grande Ourse et la Polaire et qu'il connaît les rudiments du mouvement de la Terre autour du Soleil (rotation et révolution). Si ce n'est pas le cas d'innombrables livres ou sites le renseigneront.

Notre horloge a plusieurs caractéristiques :

• D'abord, nous l'avons dit, elle n'a qu'une aiguille.
• Ensuite, cette aiguille tourne dans le sens inverse du sens horaire des montres et horloges classiques (ceci est dû au sens de rotation de la Terre sur elle-même).
• Enfin, pour faciliter la lecture de l'heure le cadran imaginaire centré sur la Polaire comporte 24 divisions et non 12 (car la rotation de la Terre sur elle-même a une durée de 24 heures (environ). 

Etoile polaire et grande Ourse (Big Dipper en anglais). Source : Pinterest, Dafydd Qua

Il en résulte que si l'aiguille de notre horloge céleste est sur la position que notre montre usuelle repère comme étant 9h, il est en fait 6h ; si la position apparente correspond usuellement à 3h, il est en fait 18h; etc.

Dans ce qui suit, toutes les heures sont des heuresRappelons que le temps UTC, adopté par quasiment tous les pays, est une extrapolation de l'heure donnée par le méridien de Greenwich et repose sur le découpage de la planète en fuseaux horaires.

Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Temps_universel_coordonn%C3%A9#/media/File:Standard_World_Time_Zones.png

L'utilisation de notre horloge stellaire repose sur un fait astronomique  : le 9 mars à minuit (UTC), et quelle que soit l'année, l'aiguille fictive pointe exactement sur 0h (ou 24h, ce qui revient au même). Il est évidemment essentiel d'avoir une position de départ  pour suivre le déplacements de l'aiguille et c'est le 9 mars qui nous servira de référence. Notons que le fait de raisonner en heure UTC garantit le fait que cette position de départ est à peu près la même en tout lieu (mais à des instants différents qui correspondent aux différents instants de 0hUTC). 

Nous avons dit plus haut "à peu près" : en fait les fuseaux horaires sont parfois bizarrement découpés ou très larges. Nous reviendrons sur ce point plus loin.

Un autre point astronomique fondamental est que, en raison de la révolution de la Terre autour du Soleil, le 0h UTC est décalé chaque jour de 4 min.

Supposons maintenant que nous soyons vers le sud du Portugal le 25 septembre. Observons la position de l'aiguille fictive et supposons qu'elle marque 22h environ (sur le cadran fictif de 24h) ; la précision concernant les minutes ne peut être que très faible. 

Entre le 9 mars et le 25 septembre, il s'est écoulé 6 mois et 14 jours.

Multiplions le nombre de mois par 2 : 6x2 = 12. Pourquoi cette multiplication ? Parce que si nous admettons qu'un mois "moyen" a 30 jours, donc que 6 mois correspondent à 180 jours, le minuit stellaire sera décalé de 4x180 = 720 minutes = 12 jours (le double du nombre de mois écoulés).

Multiplions le nombre de jours par 4 min pour avoir le décalage correspondant au nombre de jours résiduels : 14x4=56 min.

Le décalage total du minuit stellaire est donc : 720 + 56 = 776 min, soit 776/24 = 32h 20 min, soit (modulo 24) : 8h 20 min (environ).

Faut-il ajouter ou retrancher ce décalage à l'heure lue sur l'aiguille céleste ? La règle, que l'on comprendra aisément en réfléchissant à la manière dont s'effectue le décalage, est que si la date est antérieure au 9 mars, il faut ajouter le décalage, et le soustraire dans le cas contraire.

Dans notre exemple il faut donc le soustraire et l'heure exacte est donc 22 - 8h 20min que nous pouvons arrondir à - 4h compte-tenu des incertitudes de lecture. Pour avoir un nombre positif on ajoute 24h : il est donc 20 h.

Toutefois, Il faut tenir compte de l'heure d'été au Portugal et retrancher une heure, soit : 20h -1h = 19h (pour d'autres pays, se référer à la législation en vigueur).

En toute rigueur il faudrait tenir compte de la longitude. Nous estimons que la précision que l'on peut attendre ne le nécessite pas pour le Portugal.

Conseils pratiques :

• Nous ne pensons pas que la précision, pour diverses raisons que nous n'énumérons pas mais dont la principale est la lecture de l'aiguille fictive, puisse être inférieure à une demi-heure.
• Il ne devrait pas être difficile de construite un cadran transparent doté d'une aiguille pour améliorer l'observation. De tels appareils existent d'ailleurs dans le commerce.
• La principale source d'erreur est que l'on oublie parfois qu'on lit l'heure sur un cadran fictif divisé en 24 heures (et non pas 12 heures) avec une rotation de l'aiguille en sens inverse du sens usuel. Il est donc pratique d'avoir sous la main une copie de ce cadran (cf illustration plus haut).