Atelier A04 :

Construction et utilisation d'un héliographe

Présentation

- Objectifs :

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.

- Principe :

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

- Produit fini :

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.

- Utilisation :

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.

Réinvestissement en classe.

- à l'école élémentaire

1 . Compétences développées :

Cycle 2 :

- Cycle 3 :

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).

- en collège

En parcours diversifiés

- au lycée

- en club

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

Éléments bibliographiques

- 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.