Analemme

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Analemme.

L’analemme vu de la Terre à midi.

L’analemme vu de Mars^[1].

L’analemme (ou analème même racine que lemme^[2]) représente la figure tracée par les différentes positions du Soleil relevées à une même heure et depuis un même lieu (mais peu importe sa latitude) au cours d’une année calendaire. Cette figure ne peut être mise en évidence que par photographie ou en simulant le phénomène dans un programme d’astronomie ou à l’aide d’un planétarium. Une telle figure n’est pas propre à la Terre et peut être visible, sous d’autres formes (boucle ou goutte d’eau) depuis d’autres planètes. Sur Terre, l’analemme a une forme de « 8 », sur Mars c’est une « goutte ».

La coordonnée verticale d’un point correspond à la déclinaison du Soleil alors que la position horizontale indique le décalage entre l’heure solaire apparente et l’heure solaire moyenne (c’est-à-dire une heure qui suit l’heure donnée par une montre).

L’écart entre ces deux temps s’appelle équation du temps et est la résultante de deux effets : premièrement, à cause de l’excentricité de l’orbite de la Terre et de la deuxième loi de Kepler, la vitesse apparente de déplacement du Soleil n’est pas constante ; deuxièmement, le temps solaire moyen est donné pour un Soleil fictif se déplaçant sur l’équateur alors que le Soleil se déplace le long de l’écliptique, il faut donc tenir compte de l’inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport au plan de l’écliptique.

La forme de l’analemme dépend de l’heure et de l’époque considérée :

vers midi local, la forme du huit est presque droite par rapport au méridien, comme sur l’illustration présentée ci-contre ; à d’autres heures de la journée le huit est incliné à gauche (matin) ou à droite (après-midi).
Même à midi, la forme n’est pas symétrique, que ce soit par rapport à un axe horizontal ou vertical, car, en réalité, les dates de passage au périhélie et à l’aphélie (symétrie pour ce qui concerne l’effet de l’excentricité) ne correspondent pas avec les solstices (symétrie pour ce qui concerne l’effet de l’inclinaison).

Cette courbe est parfois tracée directement sur les cadrans solaires afin de leur faire indiquer le midi moyen suivant les saisons : elle est l’image de cet analemme. Le cadran peut même se réduire à sa seule ligne de midi accompagnée de l’analemme : il prend alors le nom de méridienne dite « de temps moyen ».