La détermination de l’heure locale grâce à la position du soleil.
Un système astronomique utilisé en Europe jusqu’au milieu du XIXe siècle.
La méridienne de la basilique de San Petronio à Bologne, vue depuis le Sud.
Avant l’invention du télégraphe, les notions d’heure standard et de fuseaux horaires n’existaient pas. Elles n’étaient pas nécessaires, car le moyen de communication le plus rapide était le cheval au galop. Avec la construction de lignes ferroviaires entre les villes et la mise en place d’horaires, l’heure standard synchronisée par télégraphe est devenue la norme, et la raison pour les fuseaux horaires actuels.
Auparavant, chaque ville avait sa propre heure, généralement déterminée à partir du moment où le soleil était à son point culminant chaque jour grâce à un cadran solaire [1]. Une méridienne est un instrument beaucoup plus précis pour déterminer le midi solaire, mesurer le passage des mois de l’année et déterminer les jours importants de l’année solaire, tels que les équinoxes et les solstices.
La méridienne de la basilique San Petronio à Bologne a été construit par l’astronome italien Gian Domenico Cassini en 1655. C’est en fait un cadran solaire horizontal avec un trou (voir image ci-dessus) situé au-dessus du sol de la basilique. Cela signifie que la basilique agit comme une gigantesque « camera obscura » : la lumière du soleil qui passe à travers le trou crée un cône lumineux qui est intercepté par le sol de la basilique, où une image du soleil est projetée. Comme la hauteur du soleil varie au cours de l’année, entre les solstices d’été et d’hiver, l’image projetée se déplace le long de la ligne méridienne. Le jour du solstice d’été, l’image projetée est la plus proche de la verticale du trou et au pied du méridien. À l’inverse, le jour du solstice d’hiver, elle est la plus éloignée de la verticale.
Le tracé de la méridienne de Cassini mesure 66.811m de longueur, ce qui en fait la plus grande du monde. Cassini voulant ainsi marquer la 600’000e partie du périmètre de la Terre, comme, plus tard, le mètre devait être la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre.
Dès le XIe siècle, l’Église utilisait les méridiennes pour déterminer la date de l’équinoxe de printemps dans le but de réformer le calendrier. Le pape Grégoire XIII a procédé à cette réforme en 1582.
Plaque de marbre du solstice d’été (en bas) et des mois de mai et juillet.
Plaque de marbre du solstice d’hiver. On remarquera la taille de l’élipse qui représente la taille de la projection du soleil à cette époque de l’année.
Position du méridien sur le sol de la basilique.
Latitude: 44° 29′ 37.6″ N
Longitude: 11° 20′ 39″ E
Longuere: 66.811m.
A: Trou
B: Point à la verticale du trou sur le sol
C: Centre de la projection du soleil
D: Dimension de l’ovale lumineux
H: Hauteur du trou (27.07m)
Z: Angle entre la verticale et les rayons du soleil
L: Distance entre B et le centre de la projection
Le trou par où les rayons du soleil entrent dans la basilique.
Projection du soleil sur le sol de basilique peu après 12:00
[1] Si un cadran solaire indique 12 heures, il est effectivement midi à l’endroit où se trouve le cadran solaire ; à ce moment-là, le soleil est plein sud par rapport à l’observateur et à son altitude maximale au-dessus de l’horizon pour la journée.
Référence:
Meridiana del tempio di S. Petronio tirata e preparata per le osservazioni astronomiche l’anno 1655 (link)