Pour le champignon, voirArmillaire.
Unesphère armillaire est un instrument anciennement employé enastronomie pour modéliser lasphère céleste. Elle était utilisée pour montrer lemouvement apparent desétoiles, duSoleil et de l’écliptique autour de laTerre. Le système de référence est alors lesystème géocentrique dit aussi « système de Ptolémée ». Autrement dit il s’agit d'un modèle dans lequel on considère la Terre comme le centre de l’Univers.
L’épithètearmillaire provient dulatinarmilla, qui signifiecercle oubracelet. En effet, cette sphère est constituée d'un ensemble de cercles métalliques ouarmilles représentant la géométrie des éléments descriptifs de la sphère céleste.
On peut distinguer différents types de sphères armillaires :
Précisons ici que l'« astrolabe sphérique », bien que s'approchant beaucoup de la sphère armillaire, n'en est pas une au sens strict des termes.
Ce type de sphère, avec un système de visée, a servi à déterminer les coordonnées célestes des astres à l'époque de l'astronomie prétélescopique. Née dans l'Antiquité, elle disparait pratiquement à la fin de laRenaissance dans les pays occidentaux. AuXVIe siècle, un des derniers utilisateurs de ce type d'instrument est l'astronomeTycho Brahe, qui l'utilisa dans l'observatoire astronomique qu'il fit construire dans l’île de Hven[1]. Tycho Brahe et ses prédécesseurs, dans la description de ses instruments, parle d'armilles, et non de sphère armillaire. C'est sous ce vocable d'« armille » qu'est développé l'étude de la sphère armillaire d'observation[2].
C'est la sphère, dite « de Ptolémée », à vocation didactique.
Les éléments fondamentaux sont desarmilles, cercles métalliques de la sphère céleste et différents éléments supplémentaires ou accessoires cités quand nécessaire. On trouvera à partir de l'extérieur[3] :
Ces deux armilles sont les références locales ; elles sont supposées être fixes avec l'axe des pôles, ou axe de la sphère céleste, autour duquel vont tourner les éléments suivants :
En général, une boule représentant laTerre est placée au centre des cercles sur l'axe des pôles ; on trouve aussi parfois lesoleil et lalune, réglables en position. Un pied, lié à l'horizon fixe, sert de support général à l'ensemble.
AuIIe siècle,Lucien de Samosate décrit « une petite table, sur laquelle étaient gravées des figures de géométrie et qui soutenait une sphère de roseau, représentant, à ce qu'il [lui] parut, l'univers. »[4] Les Grecs appelaient ces sortes de sphères des κρικωτοί : c'étaient des sphères armillaires.
La sphère armillaire d'Alexandrie comportait 9 anneaux ; son nom est Meteoroskopion appelé aussi Krikotoi du zodiaque par les Grecs.[réf. nécessaire]
En Occident, la sphère classique de démonstration fait partie du matériel astronomique médiéval. Les textes de construction et d'usage remontent, semble-t-il, auxXe etXIe siècles. Dès cette époque on peut distinguer deux types de sphères armillaires :
Les exemplaires et les illustrations conservés, sont tardifs, et les sphères ne deviendront populaires qu'à la fin duMoyen Âge ; Les portraits de savants et personnalités de laRenaissance montrent souvent ceux-ci avec une main sur une sphère armillaire qui représente alors le sommet de la connaissance et de la sagesse (voir la section « Le symbole de l'empire portugais » ).
Les sphères armillaires ont aussi été très employées en horlogerie astronomique. Des sphères mouvantes prestigieuses et de tous types ont été bien souvent les chefs-d'œuvre de célèbres horlogers duXVIe siècle au tout début duXVIIIe siècle, telAntide Janvier[6].
![Jeune fille avec une sphère portative de Jan Gossaert (v. 1520) à The National Gallery, Londres. Notez que la sphère armillaire est tenue à l'envers[pourquoi ?].](/mt/?noimg=&dark=on&url=https%3a%2f%2ffr.wikipedia.org%2fwiki%2fFichier%3aJan_Gossaert_-_Portrait_of_a_Young_Princess_(possibly_Dorothea_of_Denmark).jpg)
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La sphère armillaire est, encore aujourd'hui, un outilpédagogique[7] pour expliquer les mouvements duSoleil et de laLune dans le ciel en fonction dessaisons et de lalatitude. L'observateur s'imagine, sur un plan horizontal, au centre de la sphère que l'on fait tourner autour de l'axe polaire. Le ciel fait le tour de laTerre en unjour sidéral (23 heures 56 minutes), si bien que le Soleil qui fait son tour en 24 heures, prend un peu de retard chaque jour. Il se déplace sur l'écliptique représentée par le cercle en biais entre les cercles destropiques. Auxéquinoxes, le Soleil se lève pleinest, culmine pleinsud (dans l'hémisphère nord) et se couche 12 heures plus tard, pleinouest à l'intersection entre le cercle représentant l'équateur céleste et le plan de l'horizon. Auxsolstices, le Soleil culmine plus ou moins haut (à hauteur d'un tropique, sur un des points de l'écliptique les plus éloignés de l'équateur céleste) et la journée est plus (en été) ou moins longue (en hiver). De manière générale, le dessus de la sphère représente lavoûte céleste, mobile autour de l'axe polaire. Les astres y sont positionnés au moyen de leurscoordonnées équatoriales. L'écliptique est la ligne sur laquelle circulent lesplanètes ; c'est aussi la ligne où se passent leséclipses (origine du nom). On y trouve lesconstellations duZodiaque. L'instrument permet également d'expliquer pourquoi certaines constellations ne sont visibles qu'enhiver et d'autres enété.
Si, par approximation, on déplace laLune sur le cercle écliptique[8], on peut imaginer lesphases et expliquer pourquoi la pleine Lune culmine haut enhiver et bas enété[9]. Si un mécanisme permet de modifier l'angle de l'axe polaire, on peut reproduire les phénomènes ayant cours dans les deuxhémisphères, à l'équateur, sur les tropiques, auxcercles polaires ou même auxpôles. Cet instrument ancien expliquait tant de choses que l'on comprend sans peine la difficulté qu'ont eue les gens à admettre que laTerre n'était pas au centre de l'Univers lors de larévolution copernicienne.
Pour l'instruction des élèves - officiers de marine , il a longtemps existé une version moderne (pour les années 1950 - 1970) de la sphère armillaire, à savoir une sphère de plastique transparent portant ensérigraphie les diverses étoiles utilisables pour un point astronomique à l'aube et aucrépuscule au sextant. Les Bordaches (élèves officiers de marine de l'École Navale de Brest) avaient irrévérencieusement surnommé "Tête de Veau" cet instrument au demeurant fort pratique.
La sphère armillaire constitue un élément important de l'emblématiqueroyale puisnationale portugaise. Employée dès le règne deManuel le Fortuné, elle évoquait le rôle moteur du royaume dans lesgrandes découvertes et constitue un élément central dustyle manuélin. Le roi en fit son corps dedevise, associée au motespera mumdi. Elle figure également sur les penons et certains sceaux du roi. Elle fut par ailleurs ajoutée aux anges desAviz en support des armes royales. Son filsJean III fit de même en changeant cependant le mot de la devise pourspes mea in domino. Elle figure par ailleurs dès cette époque en dessous de l'écu royal dans les drapeaux, position qu'elle a conservé après la proclamation de la république en 1910.
La sphère devint par ailleurs auXIXe siècle le meuble central des armoiries de l'empire du Brésil lorsqu'il se sépara du Portugal.
À la fin duXVIIe siècle et surtout auXVIIIe siècle apparait la sphère copernicienne, qui essaie de représenter lesystème solaire. S'inspirant de la sphère armillaire géocentrique, elle met au centre le soleil. Il est entouré d'un certain nombre d'armilles essayant de matérialiser les orbites des différentes planètes du système. Des boules sont incluses, représentant la Terre, la Lune, Jupiter, Saturne, etc. Les armilles tournent pratiquement toutes autour de l'axe écliptique, faisant de la sphère un objet assez lourd et inesthétique. On lui préfèrera lesplanétaires où les armilles disparaitront en partie.
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