le plus ancien cadran solaire complet connu en Flandre (1601)
Le cadran de 1601 de Jacques de Succa à la Maison Rubens à Anvers. (Photo: Patrick Storme, 2012)).
Jacques de Succa le conçut en 1601 et le dédia aux souverains de l’époque des Pays-Bas méridionaux, Albert et Isabelle.
Il s’agit de deux cadrans complémentaires : l’un à style polaire, l’autre à gnomon.
Les cadrans donnent l’heure solaire, le cadran à style polaire en heures égales, le cadran à gnomon en trois systèmes de mesure : heures égales, heures antiques (hébraïques) et heures italiques. Ici vous pouvez lire plus (en néerlandais) sur ces systèmes de mesure du temps.
Le cadran à gnomon présente des lignes de dates : début de l’hiver, du printemps, de l’été et de l’automne.
A midi, on peut lire la durée de la journée (du lever au coucher du soleil).
A l’aide d’une alidade mobile (index) on peut lire l’azimut et la hauteur du soleil.
Sur un châssis en bois (légèrement incliné pour faciliter la présentation du cadran) est enchâssée la table principale en laiton sur laquelle est superposée la table circulaire du cadran, également en laiton, de 3 mm d’épaisseur et d’un diamètre de 19 cm, fixée au moyen de quatre vis.
Sur la plaque ornée de motifs floraux figurent les armes de l’Autriche (aigle à deux têtes), de l’Espagne (lion avec croix et épée), des Pays-Bas méridionaux (lion avec griffes) et de Bourgogne (croix bourguignonne et chaine de l’Ordre de la Toison d’Or).
Le gnomon originel de 15 mm de haut, dont l’extrémité servait à la lecture de l’heure, a disparu. Sur la photo, un simple croquis dessiné en rouge du gnomon a été ajouté. Le gnomon originel avait probablement le même profil que celui d’un autre cadran de Jacques de Succa, avec le point le plus faible à sa partie inférieure.
Pendant la restauration de 2012 par Patrick Storme, professeur à la Haute Ecole Artesis à Anvers, un nouveau gnomon avec ce profil a été appliqué.
Le canevas des lignes horaires du cadran à style polaire est très précis, mais un peu moins précis pour les autres fonctions. A la suite d’une récente restauration, l’angle originel du style n’est plus correct.
L’avantage de la combinaison de deux cadrans solaires de types différents permet l’orientation correcte de la table. Les cadrans doivent en effet être orientés de façon telle que leurs lignes de midi soient dirigées vers le Nord. La combinaison de deux cadrans de type différent permet de ne pas devoir chercher la direction du Nord : on oriente le tout jusqu’à ce que les deux cadrans indiquent la même heure. Ils sont alors correctement orientés. Cette manière de procéder sera d’autant plus précise si l’on effectue cette orientation vers 6 ou 18 heures.
(*) Une petite pierre à date de 1576 portant une gravure imprécise de cadran solaire est plus ancienne et se trouve au Musée Gruuthuse à Bruges.
Avec un croquis dessiné en rouge du gnomon disparu
Les armes sur la plaque ornée de motifs floreaux: l' Autriche, l'Espagne, les Pays-Bas
méridionaux et la Bourgogne
Profil du gnomon sur un autre cadran solaire de Jacques de Succa et le gnomon restauré.
Pierre à date
(9 cm de largeur) portant une gravure de cadran solaire à
Bruges.Dédié à Albert et Isabelle, pères (protecteurs) de la patrie
JACQUES DE SUCCA DEDIA CE CADRAN A TITRE DE COMMEMORATION DE SON SAVOIR-FAIRE ET DE SON TALENT ARTISTIQUE EN L'AN 1601, AVEC UN COEUR RECONNAISSANT ET REMERCIANT A ALBERT ET ISABELLE, PERES (protecteurs) DE LA PATRIE AUTRICHIENNE, BOURGUIGNONE, ESPAGNOLE ET DES PAYS-BAS MERIDIONAUX
Les époux Albert et Isabelle régnèrent sur les Pays-Bas méridionaux comme princes souverains de 1598 jusqu’à la mort d’Albert en 1621. Isabelle en demeura régente jusqu’à sa mort en 1633. Leur territoire, nommé aussi Belgica ou Pays-Bas Espagnols, comprenait l’actuelle Belgique, l’Artois (Nord de la France), le Luxembourg et la partie orientale de Gueldre. La principauté de Liège y compris l’actuel Limbourg belge n’en faisaient pas partie.
Albert était le fils de l’empereur autrichien, Isabelle la fille du roi d’Espagne. Elle reçut le territoire en dot de la part du roi d’Espagne. Une caractéristique de leur gouvernorat était l’aspiration à restaurer la paix entre les Pays-Bas du Nord et du Sud.
Les souverains résidaient au palais du Coudenberg à Bruxelles, palais qu’ils rénovèrent de fond en comble et où ils mirent sur pied une encyclopédie visible du monde extérieur. Plantes et animaux remarquables, collections de tableaux et instruments scientifiques pouvaient y être admirés.
Notre cadran solaire en faisait aussi partie.
Monogramme
d’Albert et Isabelle
figurant sur le cadran solaire.
figurant sur le cadran solaire.
Jacques de Succa, né en 1562 environ, était le petit-fils de Pietro de Succa qui émigra de Padoue vers Anvers. Il était destiné à la prêtrise et reçut la tonsure à Anvers vers ses 15 ans, comme c’était l’usage chez un des ordres mineurs. Il en resta là, se maria et eut deux fils, nés à Bruxelles en 1597 et 1603.
Il occupait une fonction militaire au service d’Albert et Isabelle et était également constructeur d’instruments scientifiques.
De lui sont connus : le cadran horizontal de table qui se trouve à la Maison Rubens à Anvers, un cadran horizontal de table datant de 1601 et dédié à Gaston Spinola qui se trouve dans une collection particulière, un anneau astronomique (anneau de Gemma Frisius) datant de 1600, également dédié à Albert et Isabelle au Museum of the History of Science à Oxford, un nocturlabe de 1589 à l'abbaye de Tongerlo.
Le cadran solaire de la Maison Rubens à Anvers se trouve là depuis que Robert Osterieth (1869-1947) l’offrit le 27.12.1940 à la ville d’Anvers comme partie d’une collection.
La dédicace et le monogramme d'Albert et Isabelle sur le cadran solaire
Albert et Isabelle vers 1600 sur un tableau de leur peintre de cour Otto van Veen.
Les trois autres instruments connus de Jacques de Succa, un cadran solaire dans une collection privée, un nocturlabe à Tongerlo et un anneau astronomique à Oxford.
Le cadran solaire redessiné et expliqué étape par étape
Le dessin reprend tout ce que l’on peut voir sur le cadran solaire. Cela montre un enchevêtrement de lignes peu clair.
Le fonctionnement du cadran, fonction par fonction, est expliqué et commenté ci dessous.
1. Le cadran à style polaire
L’ombre qui indique l’heure est celle du style polaire. Pour la Flandre celui-ci doit être incliné de 51° par rapport à la table du cadran, ce qui correspond à la latitude moyenne de la région. Le cadran est disposé horizontalement avec le chiffre XII orienté vers le Nord. Le style est également orienté vers le Nord et, en raison de son inclinaison de 51°, pointe vers le pôle céleste (l’étoile polaire), d’où son nom : style polaire.
Comme le style est excentré, l’échelle des heures bénéficie d’une surface plus grande que si celui-ci avait été placé au milieu de la table. L’épaisseur du style est de 1,6 mm, légèrement émoussé sur les bords. La subdivision de l’échelle est de 5 minutes.
Sur le dessin, l’ombre indique qu’il est 8 h 30. C’est le temps solaire local. Quand le soleil est au Sud vrai (au méridien), il est midi et le cadran indique 12 h. En Belgique et en France nos montres avancent toujours sur le temps solaire.
Remarquez comment ont été disposés les chiffres romains : alignés dans le prolongement des ombres et avec leur base toujours parallèle à la ligne circulaire (= perpendiculaire au rayon du cercle).
2. Le gnomon et les heures égales
L’extrémité de l’ombre du gnomon donne le temps en heures égales (24 heures en une journée) comme nous l’utilisons encore aujourd’hui. Le cadran donne l’heure solaire locale tandis que notre montre donne un temps uniforme dans toute l’Europe occidentale qui dans nos régions est en avance sur le temps solaire. Les lignes horaires concourent en un point situé sur la petite couronne juste au dessus du monogramme.
Sur le dessin, l’extrémité de l’ombre du gnomon indique 8 h. C’est le temps solaire local.
Elle indique également l’évolution de l’année, en d’autres mots la date (grâce aux arcs diurnes). C’est pourquoi trois lignes de date ont été dessinées :
1. La courbe supérieure, marquée ‘Tropicus Capricorni’ (Tropique du Capricorne) pour le début de l’hiver aux environs du 21 décembre (la durée du jour la plus courte), ou solstice d’hiver. A midi, le soleil se trouve alors exactement sur le Tropique du Capricorne.
2. La ligne horizontale marquée ‘Linea Equinoctialis’ (ligne des équinoxes) pour le début du printemps aux environs du 21 mars et le début de l’automne vers le 23 septembre (la durée du jour égale celle de la nuit, respectivement 12 heures). A midi, le soleil se trouve alors exactement au dessus de l’Equateur.
3. La courbe inférieure, marquée ‘Tropicus Cancri’ (Tropique du Cancer) pour le début de l’été vers le 21 juin (le jour le plus long), également appelé solstice d’été. Le soleil se trouve alors exactement sur le Tropique du Cancer.
Sur le dessin, l’extrémité de l’ombre du gnomon tombe sur la ‘Linea Equinoctialis’, indiquant par là que l'on est environ le 21 mars ou le 23 septembre
Deux autres lignes horizontales prolongées marquées ‘Oriens’ (Est) et ‘Occidens’ (Ouest) donnent la direction du soleil lorsque l’extrémité de l’ombre du gnomon s’y superpose.
3. Le gnomon et les heures italiques
Cette manière de faire date du temps où on travaillait du lever au coucher du soleil et on voulait savoir combien de temps restait avant qu’il fasse nuit. On parle d’heures Italiques ou de Bohême parce que cette manière de mesure du temps était surtout en usage dans le nord de l’Italie et en Bohême (la partie occidentale de l’actuelle Tchéquie).
Sur le dessin on peut voir que l’extrémité de l’ombre du gnomon indique qu’il est 21 heures (italiques) et donc qu’il reste encore 3 heures avant que le soleil ne se couche.
L’extrémité de l’ombre du gnomon tombe sur la ligne de date ‘Tropicus Cancri’ et montre que l'on est approximativement le 21 juin.
4. Le gnomon et las heures hébraïques ou antiques
Sur le dessin, ces heures vont de 2 à 10 heures. Sur le cadran même se trouvent encore les lignes horaires pour 1 et 11 heures à l’intérieur du cercle, à tort toutefois car elles tombent en fait en dehors du cercle.
Les heures hébraïques sont également appelées heures judaïques, antiques ou inégales. Par cette manière de mesurer le temps la période entre le lever et le coucher du soleil est toujours divisée en douze. Cependant, la longueur de cette période varie constamment en fonction des saisons. En été par exemple dans nos contrées, cette période est environ deux fois plus longue qu’en hiver, les heures sont alors deux fois plus longues qu’en hiver. D’où leur appellation d'heures inégales.
C’est pourquoi, dans ce cas-ci, on parle de la première, deuxième, troisième heure …
Sur le dessin, l’extrémité de l’ombre du gnomon indique la fin de la quatrième heure et tombe sur la ligne de date ‘Tropicus Capricorni’ qui montre qu’on est à peu près le 21 décembre.
5. L'alidade pour la direction et la hauteur du soleil
Sur le bord circulaire se trouve une échelle en degrés. Lorsque que l’alidade est alignée sur l’ombre du gnomon, elle indique sur cette échelle la direction (azimut) du soleil : ‘Amplitudinum Solis’.
Le dessin montre la situation le 21 mars à 8 heures du matin. L’extrémité de l’ombre se trouve sur la ligne de date ‘Linea Equinoctialis’ et sur la ligne horaire de 8 heures. L’alidade tournée jusqu’à ce qu’elle corresponde avec l’extrémité de l’ombre indique :
Hauteur du soleil : 18°
Direction du soleil : 24° + 90° = azimut 114°
Ceci correspond avec les valeurs (arrondies) calculées pour cette date et cette heure : 18,34° et 114,17°.
6. Longueur du jour (entre le lever et le coucher du soleil)
L’extrémité de l’ombre sur la ligne de 12 heures donne la longueur du jour. ‘Quantitas Dierum’ signifie littéralement ‘durée des jours’. Sur le cadran solaire on peut lire ‘Quantitas Dieru’ avec un petit tiret sur la dernière lettre qui tient lieu d’abréviation.
Sur le dessin, l’extrémité de l’ombre du gnomon indique une longueur du jour de 9 heures. C’est le cas lorsque la déclinaison du soleil est égale à - 17,22°, c’est-à-dire vers le 1er février ou le 11 novembre.
La précision du cadran
Dans le dossier de documentation du cadran, à la Maison Rubens à Anvers, on trouve en outre une photo qui donne une vue plongeante parfaite de la table du cadran. Combinée avec les mesures effectuées sur place, elle permet, après scannage dans un programme informatique graphique, de prendre avec précision toutes les mesures dans le plan horizontal.
Par la direction des lignes horaires sur le cadran à style polaire (bord extérieur) l’angle du style avec la table peut être calculé. Cet angle est égal à la latitude du lieu pour lequel le cadran a été conçu. Les valeurs trouvées à partir de la direction des lignes horaires sont les suivantes :
Valeur moyenne : 51,1°
Latitude de Bruxelles : 50,8°
Latitude d’Anvers : 51,2°
Tous les calculs subsequants sont effectués pour une latitude de 51,0° ce qui n’occasionne pas de faute sensible autant pour Bruxelles que pour Anvers.
L’emplacement du gnomon est le point d’intersection de la ligne de 12 h avec la ligne médiane ‘Oriens - Occidens. La distance de ce point à la courbe de date des équinoxes ‘Linea Aequinoctialis’ est de 18,6 mm. De ceci découle la hauteur du gnomon (disparu) : 15,1 mm, selon la formule :
hauteur du gnomon = 18,6 / tan 51°
Photo provenant des archives de la Maison Rubens à Anvers : une parfaite vue de haut du cadran
Formule avec laquelle fut calculée la latitude du lieu, pour lequel le cadran est conçu, à partir de la position des lignes horaires sur le cadran polaire (cercle extérieur) (nombre des heures retenues respectivement 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20).
1. La précision du cadran à style polaire
Les écarts les plus grands concernent les chiffres X et II mais ne s’élèvent pas à plus d’une minute de temps. Si écarts il y a, ils restent dans les limites de l’acceptable.
Après mesure, le style polaire semble avoir une inclinaison de 52,5° au lieu de 51° -- avec pour résultat une différence dans la lecture du temps de deux minutes environ. Après une restauration dont on perçoit les traces, la réimplantation du style est probablement la cause malencontreuse de cette différence.
La latitude d’Amsterdam est de 52,4°.
Les lignes horaires du cadran comparées aux lignes horaires calculées (lignes pointillées rouges).
2. Précision du cadran à gnomon pour les heures égales
L’arc diurne supérieur, ‘Tropicus Capricorni’ pour le début de l’hiver, ne diffère pratiquement pas de la valeur calculée; l’arc diurne inférieur, ‘Tropicus Cancri’ pour le début de l’été, présente un écart d’environ 1 mm qui, comparé à la position du soleil à ce moment, correspond à 1 mois près .
3. Précision du cadran à gnomon pour les heures italiques
Il apparaît que l’écart est le plus souvent minimal au moment des équinoxes (ligne horizontale ‘Linea Aequinoctialis’) et maximal sur les deux arcs diurnes extrêmes, respectivement positif ou négatif.
L’écart n’a pu être déterminé pour deux lignes horaires parce que celles-ci étaient masquées sur la photo par l’alidade.
4. Précision du cadran à gnomon pour les heures antiques
Les écarts les plus importants concernent cependant les premières et les dernières heures du jour (solaire) en tout cas lorsque la date se rapproche de l’été. Les écarts se montent finalement à plus de 10 minutes pour la 1ère et la 11ème heure. Ces deux lignes horaires sont encore partiellement visibles alors que, selon le calcul, elles ne peuvent plus apparaître sur la surface circulaire de la table du cadran.
Contrairement aux lignes horaires précédentes, les lignes horaires pour les heures antiques ne sont pas des lignes droites (sauf celle de la 6e heure). Les points des lignes horaires situés sur les arcs diurnes se trouvent en ligne droite et les lignes horaires serpentent autour de celle-ci. La différence entre la ligne horaire ‘courbée’ et la ligne droite est faible et le plus souvent on trace des lignes horaires droites, comme c’est aussi le cas sur ce cadran solaire.
Selon que la latitude est plus élevée et pour les lignes horaires extrêmes l’effet de la courbure d’une ligne horaire pour heure antique est plus prononcé.
Ligne horaire pour l' onzième heure à la latitude de 65° nord
5. Précision de l’alidade pour la mesure de la hauteur du soleil
Celles-ci sont relativement plus grandes lorsque la hauteur du soleil est plus élevée.
6. Précision de l’échelle de mesure de longueur du jour
Une imprécision sensible peut déjà être constatée d’emblée sans mesurer ou calculer quoi que ce soit : le point P, intersection de la ligne horaire italique 20 et de l’échelle (identifiée par ‘Quantitas Dierum’), devrait en fait coïncider ave le point marqué 8. L’heure italique 20 signifie en effet qu’il reste encore 4 heures avant le coucher du soleil. Puisqu’il est exactement midi, le jour dure 8 heures. L’erreur, la distance entre le point P et le chiffre 8, s’élève à 10 minutes environ.
Le cadran solaire de Jacques de Succa de 1601, exposé à la Maison Rubens à Anvers, constitue une pièce majeure du patrimoine scientifique, le plus ancien cadran solaire complet connu en Flandre.
Il comporte deux cadrans combinés en un seul instrument qui permet avec une précision convenable de:
- lire l’heure dans trois systèmes de mesure du temps : les heures égales, les heures italiques et les heures antiques;
- visualiser la progression des saisons;
- déterminer la direction et la hauteur du soleil;
- déterminer la longueur du jour (solaire).
La réalisation du cadran, dans un matériau précieux et durable, témoigne de savoir-faire, de précision et de connaissance gnomonique.
Cette approche constitue la première description gnomonique de l’instrument sans pour autant entrer dans la théorie scientifique et cosmographique sous-jacente, bien nécessaire à sa mise en œuvre. Elle reste aussi compréhensible pour tout un chacun et une prise de connaissance simple avec un héritage scientifique précieux et la science des cadrans solaires.
Cette description de l’instrument peut encore être complétée par une recherche historique sur la manière dont il a vu le jour avec les méthodes scientifiques et artisanales disponibles à la fin du 16e siecle.
Willy Leenders
Références
Le cadran solaire même ainsi que le dossier de documentation mis à disposition par la direction de la Maison Rubens à Anvers.
Une étude généalogique et biographique concernant Jacques de Succa par Eric Daled.
Van den Nieuwenhuizen J., De wijdingsregisters van het bisdom Antwerpen 1570-1611, Edition 2008.
Le catalogue "Albert et Isabelle 1598-1621" édité sous la direction de Luc Duerlo à l'occasion de l'exposition à Bruxelles (17/09/1998 – 17/01/1999).
Conseils de traduction du prof. dr. Jan Papy, professeur de littérature latine à la KUL.
Traduction en français par Marc Jooris de la page originale en néerlandais sur se site.