Réaliser un appareil simple et peu coûteux permettant d'enregistrer la trajectoire apparente du Soleil au cours d'une journée.

Interpréter des héliogrammes obtenus : forme de la courbe en fonction de la saison, heure de passage de nuages, déclinaison du Soleil, équation de la courbe.

L'enregistrement se fait sur un papier sensible à la lumière placé dans une boite métallique cylindrique percée d'un petit trou.

Grâce à deux planchettes et équerres, la boite métallique peut être placée sur un plan horizontal, de telle sorte que son axe soit dans la direction du pôle céleste.

Réalisation d'héliogrammes à différentes dates.

Recherche de l'étalonnage des durées.

Recherche de l'heure de passage des nuages.

Interprétation de la forme des courbes obtenues à différentes dates.

Détermination de la déclinaison du Soleil.

Établissement de l'équation de la courbe.

1 . Compétences développées :

Cycle 2 :

• Compétences disciplinaires : découverte du mouvement apparent du Soleil.
• Compétences transversales : utilisation d'un objet technologique simple.

- Cycle 3 :

• Compétences disciplinaires : étude du mouvement apparent du Soleil.
• Compétences transversales : être capable de mettre en œuvre une expérience.

2. Démarche possible :

Faire exprimer les représentations enfantines du mouvement apparent du Soleil (verbalisation, graphisme).

Proposer ou rappeler d'autres expérimentations : tracé de l'ombre d'un gnomon, tracé sur un saladier, une bouteille recouverte d'un calque ...

Proposer la construction de l'héliographe.

3. L'héliographe :

Spécificité par rapport à d'autres dispositifs connus : fonctionnement automatique, tracé continu de la lumière, interprétation possible de la courbe obtenue (forme, interruptions éventuelles du tracé).

Interdisciplinarité : domaine des enseignements d'arts plastiques (utilisation de papier photosensible) et de mathématiques (mesures des durées, géométrie).

• réalisation de l'objet
• utilisation de papier photosensible
• réalisation de la mise en station
• identification de la courbe, mesure de la durée d'ensoleillement
• mesure de la déclinaison du Soleil
• réalisation de l'expérience à divers moments de l'année
• rédaction d'un compte-rendu à l'attention des autres élèves
• présentation d'une exposition.

• réalisation et observation
• calcul de la déclinaison du Soleil
• recherche de l'équation de la courbe

Selon l'âge, l'expérience et la motivation des participants, on choisira parmi les suggestions ci-dessus, les activités les mieux adaptées.

- Héliographe, Cahiers Clairaut n°20 et 21 J. Ripert.
- Les Cahiers Clairaut : Hors Série n°4 (HS4).
- Toise à Soleil, Cahiers Clairaut n°20 et 21 J. Ripert.