Cadran solaire plan à réfraction

Cadran horizontal

Ce tracé de cadran solaire est à placer sous une épaisseur de matériau transparent tel que l’eau, le verre ou encore le PMMA (polyméthacrylate de méthyle, aussi appelé Plexiglas ou verre acrylique).

Le script Python qui génère ce tracé :

Il est possible de superposer au tracé celui d’une carte du monde, pour que le point d’ombre indique la position du Soleil au-dessus du globe, en temps réel (point subsolaire).

Le script Python pour ce tracé (avec fichier de données cartographiques pour les côtes et frontières) :

Ce script récupère les coordonnées (longitude, latitude) de tous les contours des côtes et des frontières, et leur applique la même projection que pour le Soleil. Le processus est très loin d’être parfait, mais je n’ai pas encore trouvé comment faire mieux.

Exemples de réalisation :

Vue de dessus :

Autre réalisation avec un cylindre de Plexiglas de 5 cm d’épaisseur et 10 cm de diamètre. L’indice de réfraction du Plexiglas est n=1,491.

Pour améliorer le contraste de l’ombre de l’oeilleton, on peut envelopper le cylindre dans un papier noir opaque :

Cadran vertical à réfraction

Une version vertical est possible. Dans cet exemplaire, l’heure est lue côté nord du cadran.

Le cadran est orienté avec l’axe du cylindre aligné sur le méridien local. Le tracé est limité aux heures où le Soleil est levé, c’est-à-dire sous le diamètre horizontal (ligne 6h-18h).

La carte du monde est inversée nord-sud, puisque quand le Soleil est haut sur l’horizon, sa déclinaison est élevée et la latitude du point subsolaire également. En plaçant le papier sur la face nord du cylindre, la carte n’est pas inversée est-ouest. Le positionnement vertical précis du cadran a nécessité la construction d’un socle sur mesure, avec des repères pour la verticalité. L’arrondi du cylindre de PMMA a été poncé pour éliminer les reflets intérieurs qui perturbent la lecture.

Le script Python pour générer le document à imprimer :

Données cartographiques (source Natural Earth) :