Nom en anglais : Howard Pattern Sun Compass
Du fait de sa longévité, le compas Howard a été produit en grandes quantités, et jusqu’à récemment. Il est donc relativement facile à trouver sur les braderies ou les marchés aux puces. J’en ai déniché un à Bricasciences, le rendez-vous annuel des instruments scientifiques.
Il est constitué d’un disque gradué de 0 à 360 degrés dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Le 0 (ou 360) est marqué d’une flèche rouge et de la mention : « Direction of advance ».
Au centre, un gnomon est perpendiculaire au disque et un niveau permet de s’assurer que le disque est bien à plat.
Sur l’instrument, un disque de carton blanc, marqué d’une flèche et d’un « 12 » est prêt à recevoir les traits horaires.
Enfin, une flèche rotative fendue permet à la fois de tracer les lignes horaires, de fixer le disque et de servir de repère.
Ci-contre : le disque que j’ai calculé, imprimé et découpé pour la latitude de Paris à la date donnée. (Voir ci-dessous l’application Geogebra que j’ai créée à cet effet).
On y voit la direction de l’ombre tout au long de la journée, si le 12 est orienté vers le Nord.
A midi, le Soleil étant au Sud, son ombre indiquera le Nord. A gauche les heures du matin. A droite, l’après-midi.
L’instrument complet : le disque de papier a été monté sur l’instrument.
Pour utiliser l’instrument, il faut tourner le disque de papier de façon que la ligne 12 (ici en rouge) pointe vers le cap souhaité. Ici le cap souhaité serait le Nord.
Ensuite, tourner l’instrument jusqu’à ce que l’ombre du gnomon coïncide avec l’heure. Quand c’est fait, la flèche rouge « Direction of advance » indique la direction à suivre.
Expérience réalisée à Paris le 8 octobre :
L’application « Boussole » du téléphone est réglée sur le Nord géographique. Le téléphone est dirigé vers le Nord (cap 0°). Il est 11h32. Grâce au Papophoplon, on sait que la différence entre l’heure solaire et l’heure légale à Paris ce jour-là est 1h37. Il est donc 10 heures moins 5 en heure solaire.
Le disque est réglé avec le trait de 12h coïncidant avec la flèche rouge « Direction of advance« . Le compas est tourné de façon à ce que l’ombre du gnomon tombe juste avant 10h (l’heure solaire à Paris à l’instant de la photo).
La flèche rouge, dans l’axe du gnomon sur la photo pointe vers le Nord.
Le compas et le téléphone sont d’accord.
Ça marche !
Voici un exemple de table permettant de dessiner le disque adapté à la date et à la latitude.
On note que l’équation du temps est donnée, afin de permettre à l’utilisateur de mettre sa montre en heure solaire. La colonne « Noon » est à zéro quelle que soit la date, ce qui prouve que les calculs sont faits pour une utilisation en heure solaire.
Avec un ordinateur et une imprimante, on peut les établir en heure légale. On peut voir que c’est ce qui a été fait en zoomant dans la photo qui illustre le sommaire.
Pour autant, notre application Geogebra est en heure solaire.
Pour utiliser l’animation ci-dessous, fixer d’abord la date et la latitude. Notez comme les rayons indiquant la direction de l’ombre changent avec la date : certains traits disparaissent en hiver, car le Soleil n’est pas levé et il n’y a pas d’ombre. On peut imprimer le disque, si on dispose de l’instrument.
Ensuite, faire varier l’azimut du Soleil. On voit que l’ombre du gnomon (en bleu) se déplace.
Dans cette version (non définitive), le compas est réglé pour donner le Nord. A suivre…