La méridienne de l'église de la Madonna della Visitazione

Un nouveau grand gnomon en l'église de la Madonna della Visitazione de Perinaldo.

C'est depuis l'année 2002 que l'observatoire astronomique "G.D. Cassini", commence à s'intéresser à la reconstruction historico-géographique de l'Église de la Madonna della Visitazione de Perinaldo. Il a d'abord été procédé à des relevés topographiques; dont les résultats ont été présentés à l'occasion des rencontres internationales:

"Archéoastronomie, un débat entre archéologues et astronomes, à la recherche d'une méthode commune", qui se sont tenues à Sanremo du 1er au 3 novembre 2002.

 

En 2004, Stellaria - en charge de l'observatoire astronomique "G.D. Cassini" - envisage de réaliser une ligne méridienne qui traversera la totalité de l'église. Le début des travaux de construction de l'instrument est alors prévu en 2005; à l'occasion du 350ème anniversaire de la réalisation de la Méridienne de la Basilique San Petronio à Bologne par l'astronome de Perinaldo, G.D. Cassini.
Le projet fut accueilli favorablement par la Curie. Cependant, les démarches administratives et la recherche des fonds nécessaires à la réalisation, reporteront le début des travaux au mois de décembre 2006.

 

 

 

L'ouvrage, qui comprend également la réfection de la totalité du pavement de l'église, est définitivement achevé courant 2007; et ce, grâce à l'aimable contribution de la Fondazione Carige ainsi qu'à l'implication et à la contribution personnelles de Monsieur Enzo Fogliarini.

 

Aujourd'hui, la méridienne de l'église de la Madonna della Visitazione est l'unique méridienne, d'une telle dimension, jamais construite depuis plus d'un siècle.

 

Les méridiennes dites à "Camera Obscura" (Chambre Noire).

Depuis le début du XVIème siècle et durant plus de deux siècles, ces grandes et spectaculaires méridiennes ont été construites principalement dans les églises. Elles ont constitué d'extraordinaires instruments de recherche scientifique et ont permis des progrès décisifs dans la bonne compréhension de la mécanique céleste.

A l'origine, elles sont conçues pour répondre à l'exigence des ecclésiastiques d'établir précisément la date des équinoxes; et plus particulièrement, de l'équinoxe du printemps en ce qu'il détermine le jour de Pâques. Leurs dimensions exceptionnelles ont permis une étude plus approfondie et détaillée du mouvement apparent du Soleil; et par là, la définition plus précise de certains phénomènes célestes : la variation de l'obliquité de l'écliptique, entre autres.

Une méridienne est un instrument qui indique l'instant du midi solaire; c'est a dire : l'instant où le Soleil passe par le méridien local. Un gnomon, par exemple une tige plantée dans le sol ou fichée dans un mur, projette son ombre. A l'instant précis du midi solaire local, l'ombre projetée se trouve exactement dans l'alignement de l'axe nord-sud.

Dans le cas d'une méridienne à "Camera Obscura", ce n'est pas une tige qui projette son ombre. En revanche, au travers d'un œilleton, c'est l'image même du Soleil qui se projette sur la ligne méridienne tracée au sol; dans la mesure, bien sûr, où cette dernière est située dans une ambiance suffisamment sombre.

L'œilleton (en hauteur, dans la paroi de l'église), son pied (le point situé au sol et à la verticale de l'œilleton) et le centre de l'image du Soleil constituent les trois sommets d'un triangle rectangle - dénommé "triangle gnomonique" - auquel s'appliquent les règles trigonométriques des triangles rectangles.

La "hauteur gnomonique" - du pied à l'œilleton - constitue donc le seul côté fixe du triangle. Un second côté du triangle - la base - est constituée par la distance entre le pied et le centre de l'image du Soleil. Enfin, l'hypoténuse est la distance qui sépare le centre de l'image projetée et l'œilleton.

 

 

L'œilleton est d'un diamètre inférieur au diamètre apparent du Soleil. C'est de cette façon que se produit le phénomène de la "chambre noire" et que la lumière projetée au sol figure bel et bien l'image du Soleil. Ainsi, sur le plan de projection nous pouvons observer des éclipses, dans la mesure où elles se produisent à une heure proche du midi solaire; et également, distinguer la présence d'éventuelles taches solaires sur l'image projetée.

 

 

La forme elliptique de l'image du Soleil dépend de l'angle d'incidence des rayons solaires avec le plan de projection, dans notre cas : le pavement de l'église. Elle est donc plus accentuée lorsque le Soleil est bas sur l'horizon, avec un maximum au solstice d'hiver; et inversement, elle est moins accentuée quand le Soleil se trouve plus haut dans le ciel, jusqu'à dessiner un cercle presque parfait lors du solstice d'été.

La dimension de l'image projetée dépend de la distance de l'œilleton au plan de projection; c'est à dire, de la longueur du rayon lumineux qui sort de l'œilleton et rencontre le plan de projection.

Ainsi, plus l'emplacement de l'œilleton est élevé, plus grande est l'image projetée du Soleil; et par conséquent, meilleure est la possibilité d'en percevoir les détails et de relever de minimes variations de la position ou de la dimension de l'image solaire.

Chaque jour, une véritable horloge naturelle s'enclenche : l'image du Soleil apparaît sur le pavement de l'église à l'ouest, traverse la ligne méridienne - son centre chevauche la méridienne à l'instant précis du midi solaire local - pour finalement s'évanouir à l'est.

 

 

Toute l'année durant et jour après jour, l'image du Soleil parcourt la ligne méridienne, entre les deux dalles figurant les deux solstices : d'une part, le solstice d'été, lorsque le Soleil est au plus haut dans le ciel; et d'autre part, le solstice d'hiver, quand a contrario le Soleil est au plus bas sur l'horizon. Il s'agit là d'un véritable calendrier doublé d'une sorte d'almanach astronomique, compte tenu de la grande quantité d'informations que nous fournit l'instrument; et notamment, quant à divers aspects du mouvements apparent du Soleil (ou des mouvements de la Terre): valeur quotidienne de la déclinaison du Soleil, obliquité de l'axe de rotation terrestre, variation du diamètre apparent du Soleil, entre autres exemples.

Ce sont, sans doute, des spécificités historiques de l'Italie qui expliquent pourquoi la grande majorité de ces instruments fut construite sur son territoire; et y est encore recensée de nos jours. Parmi les plus réputées, deux méridiennes qui revêtent pour Perinaldo une signification particulière: celle de la Basilique San Petronio à Bologne, réalisée en 1655 par Giovanni Domenico Cassini, ainsi que la Méridienne de la Basilique Santa Maria Degli Angeli à Rome, construite en 1702 par Francesco Bianchini et Giacomo Filippo Maraldi, un neveu de Cassini.

 

L'Eglise de la Madonna della Visitazione.
L'église, dédiée à la Sainte Vierge, a été édifiée au XVII siècle. Depuis lors, elle est demeurée chère au coeur des habitants de Perinaldo. En effet, même si la participation de Cassini à son édification n'est pas avérée, elle n'en constitue pas moins, d'après la tradition locale, "l'église voulue par Cassini sur le méridien", à savoir : un lieu, non seulement, d'expression de la foi; mais également et traditionnellement, un lieu "cassiniano" de culture et de mémoire historique.
L'église est située à l'entrée du village, sur une petite colline, en surplomb de la route provinciale qui aujourd'hui la contourne. Cette situation suggère au voyageur qui l'approche, de vouer à l'édifice - ne serait-ce que du regard - une marque de respect; avant de rejoindre Perinaldo.

 

Quelques caractéristiques de la Méridienne de la Madonna della Visitazione.

L'abside de l'église est orientée vers l'ouest d'environ 6°30', par rapport à l'axe nord-sud. Cette orientation, qui diffère de quelques degrés de celle de la Basilique San Petronio à Bologne, a permis la réalisation d'une ligne méridienne qui traverse toute l'église, en diagonale, du portail à l'abside.

 

 

La ligne méridienne s'étend sur deux niveaux, placés à des hauteurs respectives par rapport à l'œilleton de: 7,659 m à proximité de l'autel et 8,139 m dans la nef.

Les deux niveaux sont reliés par un plan incliné sur lequel le Soleil projette son image les 27, 28 et 29 août de chaque année. L'œilleton, de 15 mm de diamètre, est placé dans une niche de l'abside.

 

 

En nous appuyant sur les considérations de l'ingénieur Gianni Ferrari, nous avons fait le choix d'orienter l'axe du plan de l'œilleton vers le point du ciel qu'occupe le Soleil au moment du solstice d'hiver; de telle sorte d'obtenir, en hiver, quand l’image est plus grande, une majeure quantité de lumière transitant par l'œilleton, donc une image plus lumineuse.

 

Première image du Soleil projetée sur un support provisoire lors du solstice d'hiver 2006. Dim. : environ 50 cm x 20 cm.

 

Les réglettes équinoxiales

En hommage à l'astronome de Perinaldo Giacomo Filippo Maraldi, nous avons ajuté un dispositif singulier à notre méridienne. Ce dispositif, analogue à celui réalisé en 1702 par Bianchini et Maraldi sur la méridienne de la Basilique Santa Maria Degli Angeli à Rome, permet de connaître l'heure de l'équinoxe, en suivant le décompte des heures qui le précèdent ou qui le suivent.

Le dispositif est constitué de deux ellipses gravée de chaque côté de la ligne méridienne. Ces ellipses occupent la position qui serait celle de l'image du soleil, si l'équinoxe coincidait précisément avec le midi solaire. Elles contiennent chacune deux réglettes de laiton dotées de 35 graduations, et à chaque graduation correspond 1 heure de décalage.

 

 

Les graduations sont en forme de petits arcs; ce qui facilite d'autant la distinction de la réglette adéquate, celle sur laquelle on effectue la lecture du nombre d'heures qui séparent de l'équinoxe.

Au passage de l'image du Soleil sur l'ellipse occidentale, un des bords (septentrional ou méridional) de l'image se superpose (ou se rapproche) à l'un des arcs gravés : le chiffre correspondant à l'arc indique le nombre d'heures qui séparent de l'équinoxe. D'autre part, les réglettes de laiton graduées indiquent si l'équinoxe est à venir ou passé. Quelques minutes plus tard l'image solaire se positionnera sur l'ellipse orientale et l'observation peut être répétée, voire confirmée.

 

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CARTE D'IDENTITÉ DE LA MERIDIENNE

Latitude : 43°51'43''.25  -  longitude : 7°40'00''

Diamètre de l'œilleton : 15 mm

Position de l'œilleton :
son axe est parallèle aux rayons solaires au solstice d'hiver.

Ligne méridienne sur deux niveaux
Hauteurs de l'œilleton :
Abside : 7,659 m.   -   nef : 8,139 m.

Distance du pied de l'œilleton à l'extrémité de la dalle indiquant le solstice d'hiver : 19,946 m.

Vitesse de déplacement de l'image d'ouest en est :

-au solstice d'été 0,55 mm/sec
-aux équinoxes 0,82 mm/sec
-au solstice d'hiver 1,40 mm/sec

Vitesse de déplacement de l'image sur la ligne méridienne:

-aux équinoxes 4,5 mm/h (108 mm/jour)